پیشگفتار مؤلفین 2

فصل 1 5

مفاهیم مقدماتی مهندسی نفت 5

1-1 سیال 5

1-2 تخلخل 6

1-3 اشباع سیال 8

1-4 تراوایی یا نفوذپذیری 9

1-5 وزن مخصوص نفت و مقیاس API 12

1-6 مخازن هیدروکربنی 13

1-6-1 سنگ منشاء 14

1-6-2 مهاجرت مواد هیدروکربن 14

1-6-3 سنگ مخزن 14

1-6-4 نفت گیرها یا تله های نفتی 14

1-6-5 سنگپوش 15

1-6-6 مغزه¬گیری 16

فصل 2 19

تصویربرداری با اشعه ایکس 19

1-2 پرتوهای ایکس 19

2-2 اشعه ایکس نرم و سخت 21

3-2 اشعه گاما 21

4-2 تعامل با ماده 22

1-4-2 جذب فوتوالکتریک 23

2-4-2 پراکندگی کامپتون 23

3-4-2 پراکندگی رایلی 24

5-2 رادیوگرافی 24

6-2 توموگرافی 25

7-2 سی تی اسکن 27

1-7-2 سی تی متوالی 29

2-7-2 سی تی اسپیرال یا مارپیچ 29

8-2 توموگرافی کامپیوتری با پرتوهای مخروطی 31

9-2 توموگرافی کامپیوتری با پرتوهای بادبزنی یا نواری 32

10-2 روش کار 33

11-2 میکرو توموگرافی اشعه ایکس یا میکرو سی تی 34

1-11-2 اندازه‌گیری میکرو سی تی و جمع‌آوری داده‌ها 37

2-11-2 اندازه گیری ها 38

3-11-2 تفاوت میکرو سی تی اسکن و اسکنرهای پزشکی 40

12-2 نانو سی تی 41

1-12-2 بررسی اجمالی سیستم 42

13-2 کاربرد در مهندسی نفت 44

14-2 تخلخل و خصوصیات اصلی 47

15-2 توزیع نفوذپذیری 49

16-2 تعیین اشباع دو فازی 50

17-2 درون یابی خطی بین حالات خالص 50

1-17-2 اعداد CT سیال 52

2-17-2 رگرسیون خطی 53

18-2 تعیین اشباع سه فاز 54

1-18-2 یک فاز بیحرکت 54

2-18-2 رگرسیون خطی 54

19-2 اسکن انرژی دوگانه 54

فصل 3 57

آنالیز پراش پرتو ایکس 57

1-3 اساس کار آنالیز XRD 57

2-3 توانایی‌های آنالیز  XRD 59

3-3 محدودیت های آنالیز XRD 60

4-3 بخش های دستگاه  XRD 60

1-4-3 منبع پرتو ایکس 61

2-4-3 استیج یا جایگاه 63

3-4-3 آشکارساز 64

5-3 نحوه کار دستگاه  XRD 65

6-3 چگونگی ارائه نتایج تفسیر آنالیزهای XRD 67

7-3 تکنیک های XRD 67

1-7-3 روش لاوه 67

2-7-3 روش کریستال چرخان 69

3-7-3 روش پودری 70

8-3 تفسیر نتایج آنالیز XRD 71

1-8-3 روش شرر 73

2-8-3 روش ویلیامسون - هال 73

9-3 نرم افزارهای تفسیر آنالیزهای XRD 74

1-9-3 نرم افزار Upex pro 74

2-9-3 نرم افزار XPert HighScore Plus 75

10-3 شرایط خاص و نکات مهم آنالیز  XRD 76

11-3 کاربردهای آنالیز XRD 77

1-11-3 آنالیز XRD در دماهای بالا 77

2-11-3 تعیین فاز 77

3-11-3 بلورینگی 77

4-11-3 اندازه گیری حوزه های کریستالی 77

5-11-3 تانسور انبساط 78

6-11-3 تحلیل بافت 78

7-11-3 تنش پسماند 78

12-3 کاربردهای آنالیز XRD در صنعت نفت 78

1-12-3 شناسایی فاز در صنعت حفاری نفت 79

2-12-3 محصولات رسوبات روی لوله حفاری و خوردگی 79

فصل4 83

آنالیز فلورسانس پرتو ایکس 83

1-4 نقاط قوت و محدودیت های فلورسانس اشعه ایکس (XRF) 84

2-4 بخش های دستگاه XRF 85

3-4 نحوه کار دستگاه آنالیز  XRF 87

4-4 انواع ابزارهای آنالیز XRF 89

5-4 انواع نمونه‌های آنالیز  XRF 91

6-4 نمونه‌های پودری 92

1-6-4 نمونه‌های بالک 93

2-6-4 نمونه‌های حاوی فاز فرار و یا آلی 93

7-4 نتایج تحلیل و تفسیر آنالیز  XRF 94

8-4 نکات مهم هنگام آنالیز XRF 94

9-4 کاربردهای آنالیز XRF 95

1-9-4 کاربرد آنالیز XRF در صنعت نفت 96

10-4 تفاوت میان آنالیزهای XRD و XRF 99

11-4 XRD و XRF مکمل یکدیگر 101

فصل 5 103

تصویربرداری انواع میکروسکوپ ها 103

1-5 میکروسکوپ 103

2-5 میکروسکوپ نوری 105

1-2-5 انواع میکروسکوپ نوری 106

3-5 اجزای ساختاری میکروسکوپ نوری 114

1-3-5 محاسبه بزرگنمایی 117

4-5 انواع میکروسکوپ برای تکنیک های مختلف روشنایی 117

1-4-5 میکروسکوپ الکترونی عبوری 125

5-5 اجزای میکروسکوپ الکترونی عبوری 128

1-5-5 آماده سازی نمونه ها 135

2-5-5 رنگ آمیزی نمونه 141

6-5 برخی از کاربردها در شناخت و آنالیز مواد 141

1-6-5 محدودیت‌ها 142

7-5 نمونه های مغناطیسی در TEM 142

1-7-5 میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا 143

2-7-5 مزایا و معایب HRTEM نسبت به  TEM 144

3-7-5 کاربردهای  HRTEM 144

8-5 تصویر‫برداری در میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ 145‬‬‬‬

1-8-5 کنتراست چگالی جرمی 145

2-8-5 کنتراست پراش 145

9-5 میکروسکوپ الکترونی روبشی 147

1-9-5 اصول و عملکرد 147

2-9-5 اجزای میکروسکوپ الکترونی روبشی 150

3-9-5 کاربردها 158

4-9-5 مزایا 159

5-9-5 محدودیت‌ها 159

6-9-5 فرایند اسکن و تشکیل تصویر 160

7-9-5 رزولوشن میکروسکوپ الکترونی روبشی 162

10-5 میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی 165

1-10-5 آماده سازی نمونه جهت انجام آنالیز  FESEM 167

11-5 میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی 168

1-11-5 پمپاژ دیفرانسیل 169

2-11-5 انتقال پرتو الکترونی 171

3-11-5 تشخیص سیگنال 173

4-11-5 الکترون های پس پراکنده یا برگشتی 175

5-11-5 آشکارسازهای سازگار 176

6-11-5 نورافشانی کاتدی 178

7-11-5 اشعه های ایکس 178

8-11-5 جریان نمونه 178

9-11-5 شارژ نمونه 179

10-11-5 کنتراست و وضوح 179

11-11-5 انتقال نمونه 179

12-11-5 اثرات تشعشع 180

13-11-5 مزایا 180

14-11-5 معایب 181

15-11-5 ESEM انتقالی 182

16-11-5 ESEM-DIA 182

17-11-5 تفاوت SEM, FESEM, ESEM 183

12-5 مقایسه میکروسکوپ های نوری و الکترونی 184

13-5 میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی 186

1-13-5 تصحیح انحراف 188

14-5 آشکارسازهای STEM و حالت های تصویربرداری 189

1-14-5 میدان تاریک حلقوی 189

2-14-5 میدان روشن 189

3-14-5 آشکارسازهای جهانی 190

15-5 طیف سنجی در STEM 190

1-15-5 طیف سنجی اتلاف انرژی الکترون 190

2-15-5 طیفسنجی اشعه ایکس پراکنده انرژی 191

3-15-5 پراش الکترونی پرتو همگرا 191

16-5 میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی کمی 191

1-16-5 توموگرافی  STEM 193

17-5 میکروسکوپ الکترونی برودتی در (Cryo-STEM) STEM 193

1-17-5 STEMدرجا/محیطی 193

2-17-5 STEM ولتاژ پایین 193

18-5 مثال‌هایی از کاربرد STEM در فناوری نانو و علم مواد 194

1-18-5 کاربردها 197

19-5 مزایا و محدودیت های تجزیه و تحلیل  STEM 198

20-5 میکروسکوپ الکترونی گسیل نور 198

1-20-5 اثر فوتوالکتریک 199

2-20-5 تصویربرداری فوتوالکترون 199

3-20-5 منابع نور 200

4-20-5 ستون نوری الکترونی و وضوح 200

5-20-5 فیلتر انرژی 201

6-20-5 آشکارساز 201

7-20-5 محدودیت ها 201

8-20-5 کاربردها 202

21-5 میکروسکوپ پروبی روبشی 202

1-21-5 برخی از اجزای مهم در میکروسکوپ های پروبی روبشی 204

2-21-5 کاربردهای میکروسکوپ‌های پروبی روبشی 208

3-21-5 مزایا 211

4-21-5 معایب 211

22-5 مقایسه میکروسکوپ‌های پروبی روبشی با میکروسکوپ‌های مرسوم 212

23-5 میکروسکوپ تونلی روبشی 212

1-23-5 روش کار 214

2-23-5 رزولوشن در میکروسکوپ تونلی روبشی 215

3-23-5 مزایا و معایب حالات استاتیکی و دینامیکی 218

4-23-5 ابزار دقیق 218

5-23-5 کاربردهای STM 219

6-23-5 ویژگی های روش STM 220

7-23-5 محدودیت های STM 220

24-5 طیف سنجی تونلي روبشی (STS) 221

25-5 میکروسکوپ نیروی اتمی 221

26-5 دامنه کاربرد میکروسکوپ نیروی اتمی 222

27-5 سیستم دستگاهی میکروسکوپ نیروی اتمی 223

1-27-5 پیکربندی 227

2-27-5 آشکارسازی موقعیت کانتیلور 228

28-5 حالات کاری میکروسکوپ روبشی نیروی اتمی 229

1-28-5 حالت استاتیکی  (DC-AFM)یا حالت دفعی 231

2-28-5 حالت ارتفاع ثابت 232

3-28-5 حالت نیروی ثابت 232

4-28-5 حالت تماسی 232

5-28-5 نیروها 234

6-28-5 حالت دینامیکی 235

7-28-5 حالت غیرتماسی 236

8-28-5 حالت ضربه ای یا تماس متناوب 237

9-28-5 مقایسه مزایا و معایب حالات کاری 238

10-28-5 مزایا و معایب حالات استاتیکی و دینامیکی 239

11-28-5 رزولوشن 240

12-28-5 مزایای میکروسکوپ نیروی اتمی 241

13-28-5 محدودیت های میکروسکوپ نیروی اتمی 242

29-5 میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک 242

1-29-5 اصول عملکرد اپتیکی 243

2-29-5 میدان دور و میدان نزدیک 244

30-5 اساس عملکرد اپتیکی میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک 245

1-30-5 اجزای دستگاه 246

2-30-5 سازوکار بازخورد 249

3-30-5 حالت نیروی برشی در رصد فاصله سوزن- سطح در  SNOM 250

31-5 رزولوشن در سیستم دستگاهی میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک 251

1-31-5 تئوری مطرح 251

2-31-5 راهکارهای بهبود رزولوشن 252

3-31-5 حالات کاری دستگاه  SNOM 253

5-31-4 حالات کاری دستگاه SNOM 255

5-32 میکروسکوپ میدان نزدیک روبشی دریچه‌ای 255

5-33 میکروسکوپی روبشی میدان نزدیک بدون دریچه 256

5-33-1 بررسی حالات رایج کاری 257

5-34 شباهت‌ها و تفاوت‌های میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک با دیگر میکروسکوپ‌ها 262

5-34-1 مقایسه SNOM با میکروسکوپ نوری 262

5-34-2 مقایسه SNOM با میکروسکوپ نیروی اتمی 262

5-34-3 مقایسه SNOM با میکروسکوپ تونلی روبشی 263

5-34-4 مزایای استفاده از میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک 264

5-34-5 محدودیت‌های کاری روش میکروسکوپی نوری میدان نزدیک 264

5-35 کاربردهای میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک 265

36-5 کاربرد میکروسکوپ ها در صنعت نفت 266

1-36-5 بررسی میکروسکوپیک ویژگی های توزیع روغن باقیمانده و مشخصه های کمی درجه تولید براساس فناوری آنالیز فلورسانس هسته 266

2-36-5 جلوگیری از خوردگی در صنعت نفت و گاز با استفاده از میکروسکوپ نوری سه¬بعدی و الکترونی روبشی 269

3-36-5 موارد استفاده از میکروسکوپ پتروگرافی در اکتشاف نفت 271

5-36-4 میکروسکوپ الکترونی و مطالعات رسوب شناسی سنگ های آهکی 271

5-36-5 کاربرد میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی در ارزیابی سنگ های منبع گاز 272

6-36-5 بررسی ESEM حساسیت اسیدی کلریت درجازاد در مخازن ماسه سنگی 272

7-36-5 کاربردهای میکروسکوپ نیروی اتمی غیرتماسی در مشخصه‌سازی نفت 273

8-36-5 استفاده از طیف‌سنجی نیروی اتمی برای مطالعه برهم‌کنش‌های نفت و مواد معدنی در دما و فشار مخزن 273

39-5 میکروسکوپ نیروی اتمی: ابزاری جدید برای مشخص کردن شیل گاز 274

فصل 6 276

میکروسیالات و میکرومدل ها 276

1-6 میکروکانال 277

6-2 میکرومدل یا تراشه میکروفلوئیدیکی 278

1-2-6 میکرومدل های یک بعدی، دوبعدی و سه بعدی 278

3-6 یک مرور کلی 282

1-3-6 مواد و تجهیزات 284

2-3-6 تشخیص و رنگ آمیزی مواد و مواد شیمیایی 287

6-4 کاربردهای میکروفلوئیدیک 287

5-6 کاربردهای میکروسیال در صنعت نفت 287

6-5-1 کاربردهای میکروسیال اولیه در صنعت انرژی 290

2-5-6 کانال ها و ویژگی های کوچکتر 294

6-6 زمین شناسی و ژئوشیمی 297

7-6 تجزیه و تحلیل سیالات میکروسیال در انتقال انرژی 299

فصل7 302

روش تشدید مغناطیسی هسته 302

1-7 اصول اندازه گيري تشديد مغناطيسي هسته 303

2-7 كاربردهاي روش تشديد مغناطيسي هسته 306

1-2-7 تعیین تخلخل سنگ 306

2-2-7 تعیین حجم سیال آزاد و سیال کاهش نیافتنی 306

3-2-7 تعیین آب به دام افتاده در رس ها 306

4-2-7 تعیین ویژگی هیدروکربن های مخزن 307

5-2-7 تعیین تراوایی سنگ 309

6-2-7 تعیین توزیع فشار موئینه و توزیع اندازه حفرات 309

3-7 مقايسه با ساير ابزارهای نگاربردار 311

4-7 نتیجه گیری 311