مدل یکپارچه شبیه سازی فرایند تشکیل رسوب آسفالتین در دیواره چاه‌های نفتی

Abstract

آسفالتین از جمله برش‌های سنگین نفت خام است که رسوب آن در ستون چاه‌های نفت سبب کاهش تولید، افزایش افت فشار و در نهایت توقف جریان نفت می‌شود. تعیین زمان، مکان و مقدار دقیق تشکیل رسوب از جمله نیازهای اصلی برای طراحی برنامه تولید از چاه است. فرآیند تشکیل رسوب آسفالتین دارای سه جنبه ترمودینامیکی، سینتیکی و پدیده‌های انتقال است که مدلسازی فرآیند رسوب نیازمند شناخت دقیق این سه جنبه است. تغییر فاز آسفالتین تابعی از زمان و شرایط ترمودینامیکی آن است. از سوی دیگر حرکت نفت در ستون چاه با انتقال حرارت و افت فشار همچنین تشکیل فاز گاز همراه است. مدلسازی ترمودینامیکی فرآیند رسوب، استفاده صحیح از رابطه سینتیکی و ادغام آنها با معادلات حرکت و حرارت سبب پیچیدگی مدل‌سازی تشکیل رسوب در ستون چاه شده است. در این مطالعه داده‌های تولیدی یک چاه نفتی ایرانی در بازه زمانی 8 ساله مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا با انجام آزمایش‌های تعادل فاز و مدل ترمودینامیکی جامد، رفتار ترمودینامیکی آسفالتین مدل‌سازی شده است. سپس تغییرات دما و فشار را در چاه با استفاده از معادله حرکت و معادله انتقال حرارت مدل‌سازی شد. در نهایت علاوه بر ادغام معادلات تعادل ترمودینامیکی و انتقال، از رابطه سینتیکی به عنوان رابطه تصحیح کننده برای مدل‌سازی نتایج میدانی استفاده شد. مدل ارائه شده می‌تواند هر سه ویژگی زمان، مکان تشکیل و مقدار رسوب را به خوبی پیش‌بینی کند.

Keywords

• مدل‌سازی ترمودینامیکی
• ترسیب آسفالتین
• ستون چاه
• پدیده‌های انتقال
• سینتیک ترسیب