بخشی از مقاله
خلاصه
یکی از عوامل کاهش تولید، ایجاد رسوب آسفالتین است که می تواند ناشی از تزریق کربن دی اکسید باشد. در این مقاله از نتایج بدست آمده از رفتار فازی و آزمایش سیلاب زنی به شناسایی فاکتور های اثرگذار روی تزریق کربن دی اکسید و کاهش تراوایی پرداخته میشود؟
با استفاده از رفتار فازی دینامیکی نفت خام و کربن دی اکسید ، غلظتی از کربن دی اکسید که منجر به رسوب آسفالتین می شود، مشخص خواهد شد. رابطه بین غلظت کربن دی اکسید و مقدار رسوب آسفالتین - با آنالیز عکس های گرفته شده و جداسازی فیزیکی مواد جامد ته نشین شده ی آسفالتین - مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج های رفتار فازی نشان می دهند که مقدار و اندازه ی ذرات رسوب آسفالتین بستگی زیادی به غلظت کربن دی اکسید دارد. از طریق آزمایش سیلاب زنی رابطه بین کاهش تراوایی و اثر ته نشین شدن آسفالتین بررسی می شود و هم چنین مشخص می شود که شدت آسیب سازند بستگی به مقدار اولیه تراوایی و ذرات رسوب شده آسفالتین و اندازه آن ها دارد.
مقدمه
با توجه به مطالعات گذشته فیشر و همکاران[1] ، فرآیند رسوب آسفالتین شامل سه مرحله میشود
- 1 مرحله ی اول رسوب گذاری است، ابن حالت زمانی اتفاق می افتد که ذرات جامد از محلول جدا شوند و فاز مجزایی را تشکیل بدهند .
- 2 مرحله ی دوم کلوخه شدن است، در این حالت ذرات جدا شده از مرحله قبل شروع به وصل شدن به همدیگر می کنند و بزرگتر می شوند.
- 3 مرحله ی سوم ته نشین شدن است، جایی که ذرا ت تا حدی بزرگ می شوند که دیگر تو سط سیال، قابل جا به جایی نیستند و در نهایت بر روی سطح جامد ته نشین می شوند
تورتا و همکاران ، بررسی کردند که آسفالتین می تواند از طریق تزریق ترکیبی از پروپان و نفت خام به درون نمونه مغزه های مختلف باعث آسیب سازند شود و دریافتند که کاهش تراوایی مغزه می تواند از غلظت های پایینی از حلال شروع شود. هانگ و همکاران ]ُ[ آزمایش های مربوط به رسوب دینامیکی و استاتیکی سیستم کربن دی اکسید -نفت را انجام دادند و نتیجه گرفتند که رسوب آسفالتین با افزایش غلظت کربن دی اکسید افزایش می یابد
آزمایشات
❖ خواص ترکیب نفت خام با CO2
یک مطالعه معمولی خواص سیال برای شناسایی رفتار فازی آسفالتین انجام شد تا در هنگام آزمایشات رسوب دهی آسفالتین و سیلاب زنی مورد استفاده قرار گیرد. تانک استاندار به وسیله ی CO2 در فشار 1000 پام گیج اشباع شده است. بعد از به تعادل رسیدن سیالات درون سل، مقداری از نفت خام اشباع شده از CO2 از سل خارج شده و در محیط باز در فشار اتمسفر قرار داده می شود تا میزان گاز محلول اندازه گیری شود. یک نمونه دیگر برای اندازه گیری گرانروی زنده ی نفت از طریق گرانروی سنج الکترومگنتیک. فرآیند مشابه به این کار نیز برای اندازه گیری خواص سیال ترکیب نفت خام و CO2 در فشار های 2000 و 3000 پام تکرار می شود. در خلال آزمایش سیلاب زنی CO2 و نفت خام با یک دبی مشخص به درون مغزه تزریق می شوند.
❖ تعیین میزان آسفالتین نفت خام
رسوب آسفالتین از طریق مخلوط کردن یه وزن مشخص از نفت درون تانک استاندارد 4 - یا 5 گرم - به همرا 40 برابر حجمی از نرمال پنتان به دست آورده می شود .[6] بعد از این اجاز داده می شود تا فرآیند کلوخه شدن برای چند ساعت در دمای اتاق صورت گیرد، آسفالتین ها بر روی کاغذ واتمن که از قبل وزن شده است جمع آوری می شوند . وزن مواد جامدی که بر روی فیلتر کیک قرار گرفتند و آنهایی که درون ارلن مایر قرار دارند اندازه گیری می شوند. نرمال پنتان نامحلول هم حاوی تولوئن محلول در آسفالتین و هم تولوئن نامحلول در مواد اورگانیک و غیر اورگانیک است. این مواد جامد به وسیله ی تولوئن شسته، خشک و وزن گرفته می شود. مواد آسفالتین درون نفت خام از طریق اختلاف وزن بین پنتان نامحلول و تولوئن نامحلول محاسبه می شوند.
❖ آزمایش رسوب گذاری دینامیک آسفالتین
به طور خلاصه دو جریان از سیالات CO2 و نفت خام به درون یک مخلوط کننده استاتیک وارد می شوند و نسبت CO2 به نفت خام با گذشت زمان افزایش می یابد. تصاویر گرفته شده به وسیله دستگاه تحلیل می شوند و یک شماره به ازای هر تصویر داده می شود. این شماره به عنوان فاکتور رشد ذرات - PGF - تعریف می شود، این شماره دارای اطلاعاتی در مورد اندازه ذرات، تعداد و شکل آن ها است. جزییات روش فرآیند عددی در مرجع شماره 3 قابل مشاهده کردن هست.
❖ آزمایش فیلترات پک ماسه سنگی
در خلال این آزمایش غلظت CO2 در درون مخلوط در یک میزان مشخص ثابت نگه داشته می شود. برای این کار از دو پمپ استفاده می شود که به وسیله ی آنها نفت خام و CO2 با یک دبی ثابت تزریق می شوند. بک جریان پایدار برای انجام این آزمایش باید ایجاد شود که بعد از آن جریان به درون پک ماسه سنگی به صورت مستقیم وارد می شود.
❖ آزمایش فرآیند سیلاب زنی
مغزه با توجه به اندازه دستگاه برش خورده و در درون دستگاه قرار می گیرد. یک اختلاف فشار 1000 پام بر روی مغزه قرار می گیرد. بعد از ایجاد خلا و اشباع کردن سیال با غلظت نمک 3 درصد، نمونه در مقابل دمای 100 درجه سانتیگراد قرار می گیرد و تراوایی تعیین می شود. بعد از آن نفت تانک استاندارد تزریق می شود تا محلول آب و نمک را جا به جا کند تا زمانی که به اشباع کاهش نیافتنی آب نمک درون مغزه برسیم، در این شرایط به تراوایی موثر نفت در اشباع اولیه آب می رسیم. سپس مخلوط نفت تانک استاندارد و CO2 در یک دبی ثابت با توجه به غلظت مد نظر برای CO2 به درون مغزه تزریق می شود. سیال ابتدا به درون یک گرانروی سنج به صورت موازی با مغزه وارد می شود - برای تعیین گرانروی در فشار 3000 پام و دمای 100 درجه سانتیگراد - . بعد از انجام آزمایش دوباره تقریبا 20 برابر حجمی فضای متخلخل مغزه نفت تانک استاندارد به درون مغزه تزریق می شود تا جایی که تمام CO2 از درون مغزه خارج شود، سپس مجدد تراوایی موثر نفت اندازه گیری می شود.
نتایج
❖ خواص نفت تانک استاندارد و نفت های اشباع شده با CO2
خواص نفت خام موجود در تانک استاندارد استفاده شده در پژوهش در جدول 1 آورده شده است. خواص نفت های خام اشباع شده با CO2 نیز در جدول 2 آورده شده است. در فشار 3000 پام و 100 در جه سانتیگراد، گاز محلول شامل 69,3 در صد CO2 است. که این منجر به حضور44 درصد حجمی CO2 می شود. گرانروی مخلوط CO2 از طریق گرانروی سنج الکترومغناطیسی یا مویین اندازه گیری می شوند که در جداول 2 و 3 بیان شده است.
