Pizhūhish-i Naft (Oct 2023)
ارائه روابط جهت پیش‌بینی کشش‌سطحی به‌صورت نیمه‌تحلیلی و تمام‌تحلیلی با بهره‌گیری از توابع ترمودینامیک بین‌مولکولی
Abstract
همواره در سطح مشترک فازهای سیال، نیروهای سطحی وجود دارند که بر تعادل فازی سیال مورد نظر تأثیرگذار می‌باشند. به‌دلیل عدم وجود موازنه میان این نیروها (شامل نیروهای جاذبه و دافعه مولکولی،) یک کششی وجود دارد. یک شاخص کمی از کشش مولکولی در سطح مشترک فاز بخار و مایع، کشش‌سطحی می‌باشد که به‌عنوان نیروی اعمال شده بر واحد طول سطح مشترک و یا انرژی در واحد سطح مشترک تعریف می‌گردد. کشش‌سطحی تنها هنگامی وجود دارد که دو فاز بخار و مایع در کنار هم در حال تعادل باشند. از مهم‌ترین کاربردهای ارزیابی کشش‌سطحی در مطالعات مخزن، پیش‌بینی فشار موئینگی جهت در نظر گرفتن نیروهای سطحی بر توزیع سیال درون یک مخزن و تخمین فشار امتزاجی کمینه در فرآیندهای تزریق گاز می‌باشد. اگرچه تراوایی نسبی به‌شدت وابسته به کشش‌سطحی می‌باشد، ارزیابی دینامیکی رفتار جریان چند فازی در محیط متخلخل نیز به‌شدت تحت تأثیر این پارامتر خواهد بود. در این مطالعه مدل‌سازی جهت پیش‌بینی کشش‌سطحی با بهره‌گیری از مدل‌های ترمودینامیکی بین مولکولی شامل مدل دو پارامتری لنارد-جونز به‌صورت نیمه-تحلیلی و مدل سه پارامتری چاه-مربعی به‌صورت تمام تحلیلی در محدوده وسیعی از دما در مقیاس توده توسعه یافته است. مقایسه نتایج برای سیالات هیدروکربونی (سبک تا سنگین) و سیالات غیرهیدروکربونی نشان می‌دهد که پیش‌بینی کشش‌سطحی از طریق مدل چاه-مربعی به‌دلیل انعطاف‌پذیری بالا و سادگی ریاضی نسبت به مدل لنارد-جونز، با داده‌های تجربی تطبیق قابل توجهی ارائه نموده است.
Keywords
