Pizhūhish-i Naft (Aug 2020)
مدل‌سازی رفتار فازی مخلوط دوتایی نفت سنگین/ بیتومن و حلال
Abstract
روش‌های رایج تولید در مخازن نفت سنگین به‌دلیل ویسکوزیته بالای نفت پاسخ‌گو نیست. بنابراین، روش‌های جدیدی مانند VAPEX و ES-SAGD برای تولید از این مخازن ابداع شده‌اند که باعث کاهش ویسکوزیته نفت می‌شوند. در این روش‌ها، تزریق حلال باعث رقیق شدن و ایجاد یک مخلوط پیچیده و نامتقارن می‌شود. مطالعه رفتار فازی نفت به‌علت تنوع اجزاء موجود در آن به‌تنهایی امری دشوار است و این مسأله با افزودن حلال به سیستم پیچیده‌تر می‌شود. در نظر گرفتن نفت سنگین به‌عنوان یک شبه جزء و بررسی خصوصیات ترموفیزیکی مخلوط آن با حلال به‌عنوان یک مخلوط دوتایی یکی از راه‌های ساده‌سازی مسأله است. در این مطالعه بیش از 1000 داده آزمایشگاهی از انواع نفت سنگین/ بیتومن و حلال‌های مختلف هیدروکربنی و غیرهیدروکربنی جمع‌آوری و مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به دمای آزمایش داده‌ها به دو دسته کمتر و بیشتر از دمای بحرانی حلال تقسیم شدند. مدل‌سازی رفتار فازی مخلوط به‌صورت یک مخلوط دوتایی با استفاده از معادله حالت پنگ- رابینسون پیشرفته انجام شد. میزان‌سازی معادله حالت به منظور تطبیق با داده‌های تجربی از طریق بهینه‌سازی ضریب برهم‌کنش دوتایی (kij) انجام شد. نتایج بررسی نشان داد که فرض مخلوط دوتایی می‌تواند به‌عنوان یک راهکار عملی برای تولید نمودارهای فشار- ترکیب درصد مورد استفاده قرار گیرد. مقادیر بهینه kij و دو رابطه تجربی برای تخمین آن با توجه به نسبت بی‌بعد Tco/Tcs (دمای بحرانی نفت به دمای بحرانی حلال) پیشنهاد شد. مدل ساخته شده با استفاده از kijهای پیشنهادی انحراف متوسط حدود 13% را نسبت به داده‌های تجربی نشان می‌دهد. ذکر این نکته ضروری است که در مخلوط نفت سنگین/ بیتومن و حلال ایجاد حالت سه فازی مایع- مایع- بخار نیز محتمل است اما با توجه به قانون فازهای گیبس با وجود دو جزء و سه فاز در سیستم درجه‌ی آزادی برابر یک بوده و تشخیص تغییر فشار حالت سه فازی برای مدل ممکن نیست.
Keywords
