فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….1
فصل اول: رسوب آسفالتین…………………………………………………………………………………………..2
1-1مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….3
1-2تعريف آسفالتين ها………………………………………………………………………………………………………………………………………5
1-3 ساختمان شیمیایی آسفالتین………………………………………………………………………………………………………………………..8
1-4 مشکلات رسوب آسفالتین در مراحل مختلف صنعت نفت……………………………………………………………………………….10
1-5 روش های مقابله با رسوب آسفالتین…………………………………………………………………………………………………………….10
1-6 عوامل موثر بر رسوب آسفالتین……………………………………………………………………………………………………………………13
1-6-1 تغییر ترکیب شیمیایی نفت……………………………………………………………………………………………………………………..13
1-6-2تغییر فشار………………………………………………………………………………………………………………………………………………14
1-6-3 تغییر دما……………………………………………………………………………………………………………………………………………….17
1-6-4 اثرات دبی جریان…………………………………………………………………………………………………………………………………..19
1-7 تشکيل آسفالتين در تزريق گاز دي اکسيدکربن…………………………………………………………………………………………….20
1-8 انواع تزريق گاز دي اکسيدکربن…………………………………………………………………………………………………………………..21
1-8-1 تزريق غير امتزاجي………………………………………………………………………………………………………………………………..21
1-8-2تزريق امتزاجي تماس اوليه………………………………………………………………………………………………………………………22
1-8-3 تزريق امتزاجي چند تماسي……………………………………………………………………………………………………………………..23
1-9 مکانیسم رسوب آسفالتین در محیط های متخلخل و ستون چاه………………………………………………………………………25
1-10 شرایط برگشت پذیری رسوب آسفالتین………………………………………………………………………………………………………26
فصل دوم: مروری بر روش های تعیین نقطه شروع رسوب آسفالتین……………………………………28
2-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….29
2-2 مکانیزم تشکیل، کلوخه شدن و نشست(Deposition) رسوب آسفالتین……………………………………………………..30
2-3روش های تعیین نقطه شروع تشکیل رسوب آسفالتین……………………………………………………………………………………31
2-3-1 ویسکوزیته……………………………………………………………………………………………………………………………………………32
2-3-2 فیلتراسیون……………………………………………………………………………………………………………………………………………33
2-3-3 انتقال حرارت………………………………………………………………………………………………………………………………………..33
2-3-4 هدایت الکتریکی…………………………………………………………………………………………………………………………………..33
2-3-5 دانسیته………………………………………………………………………………………………………………………………………………..34
2-4 روش های تعیین نقطه شروع کلوخه شدن آسفالتین……………………………………………………………………………………..35
2-5 روش های تعیین نقطه نشست رسوب آسفالتین……………………………………………………………………………………………35
2-6 اندازه گیری های فشار بالا…………………………………………………………………………………………………………………………36
2-7 نتایج………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..37
فصل سوم: روش انجام محاسبات……………………………………………………………………………….39
3-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………40
3-2 مشخصه سازی نمونه های نفتی…………………………………………………………………………………………….40
3-2-1 مشخصات نفت خام 1…………………………………………………………………………………………………………………………..43
3-2-2 مشخصات نفت خام 2…………………………………………………………………………………………………………………………..46
3-3 دیدگاه مدل های ترمودینامیکی………………………………………………………………………………………………………………….48
3-4 ديدگاه ترموديناميك مولكولي در رسوب آسفالتين…………………………………………………………………………………………49
3-5 تئوري محلولهاي پليمري همگون (تئوري فلوري- هاگينز)…………………………………………………………………………..49
3-6 تئوري محلولهاي پليمري ناهمگون…………………………………………………………………………………………………………….51
3-7 مدل ترموديناميكي Association………………………………………………………………………………………………………….57
3-8 نتایج………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..60
3-9 انتخاب مدل پارامتر حلالیت……………………………………………………………………………………………………………………….62
3-10معادله حالت استفاده شده …………………………………………………………………………………………………………………………64
3-11 الگوریتم محاسبه مقادیر ضرایب برهم کنش دوتایی ……………………………………………………………………….66
3-12 الگوریتم محاسبه فشار حباب……………………………………………………………………………………………………………………67
3-13 محاسبه پارامتر حلالیت…………………………………………………………………………………………………………………………..68
فصل چهارم: بحث و نتایج………………………………………………………………………………………….71
4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………72
4-2 مدلسازی نمونه نفت اول……………………………………………………………………………………………………………………………72
4-2-1 اثر دما بر نمونه نفت1……………………………………………………………………………………………………………………………74
4-2-2 اثر فشار بر نمونه نفت 1………………………………………………………………………………………………………………………..75
4-3 مدلسازی نمونه نفت دوم……………………………………………………………………………………………………………………………76
4-3-1 اثر دما بر نمونه نفت 2…………………………………………………………………………………………………………………………..79
4-3-2 اثر فشار بر نمونه نفت 2………………………………………………………………………………………………………………………..80
فصل پنجم: نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………..81
5-1نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………….82
5-2 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………………..84
مراجع…………………………………………………………………………………………………………………….85
پیوست……………………………………………………………………………………………………………………89
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول 2-1 روش های تعیین نقطه شروع تشکیل رسوب آسفالتین به همراه ویژگی ها………………………………………………34
جدول 3-1 ثوابت معادله (3-4)…………………………………………………………………………………………………………………………..42
جدول 3-2 تجزيه SARA و شاخص ناپایداری برای نمونه نفتی اول…………………………………………………………………..43
جدول 3-3 تركيب بر حسب درصد مولي و وزن مولكولي اجزاء نمونه اول………………………………………………………………..45
جدول 3-4 مشخصه هاي بحراني اجزاي نفت خام نمونه اول………………………………………………………………………………….46
جدول 3-5 تركيب بر حسب درصد مولي و وزن مولكولي اجزاء واكسي، رزين و آسفالتين نمونه نفت خام 2…………………47
جدول 3-6 مشخصه هاي بحراني اجزاي نفت خام نمونه نفت خام 2……………………………………………………………………….48
جدول 4-1 نتايج رسوب بر اساس گاز تزريق شده به نمونه اول در دماي (Fº) 172 و فشار (psia) 2484.3……………..72
جدول 4-2 نتايج رسوب بر اساس گاز تزريق شده به نمونه نفت 2 در دماي (Fº) 2/138 و
فشار (psia) 24/2321……………………………………………………………………………………………………………………………………….77
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1-1 روند تغييرهاي رسوب آسفالتين با فشار ………………………………………………………………………………………………15
شکل 1-2 نمايش تاثير دما بر پايداري دو نوع بيتومن………………………………………………………………………………………….18
شکل 1-3 نمودار فشار بر حسب درصد مولي گاز تزريقي………………………………………………………………………………………22
شکل 1-4 مکانيسم تبخيري در فرآيند تزريقي امتزاجي چند تماسي……………………………………………………………………….24
شکل1 -5 مکانيزم ميعان در فرآيند امتزاجي چند تماسي……………………………………………………………………………………….24
شکل 2-1 مکانیزم پدیده رسوب آسفالتین……………………………………………………………………………………………………………31
شکل 2-2 تغییرات ویسکوزیته سینماتیک بر حسب درصد نرمال هپتان اضافه شده به نمونه نفت Isthmus……………32
شکل 2-3 نمودار قدرت نور عبوری بر حسب فشار در سیستم آشکار ساز جامد………………………………………………………..36
شکل 2-4 دیاگرام فازی حد بالا دیاگرام رسوب آسفالتین و حد پایین نقاط حباب…………………………………………………….37
شکل 4-1 اختلاف پارامتر حلالیت آسفالتین و نمونه نفت 1 بدون آسفالتین در دمای 350 کلوین و فشار 169 بار……….73
شکل 4-2 اختلاف پارامتر حلالیت آسفالتین و نمونه نفت 1 بدون آسفالتین در دمای 350،360 و 370 کلوین
فشار 169 بار……………………………………………………………………………………………………………………………………………………75
شکل 4-3 اختلاف پارامتر حلالیت آسفالتین و نمونه نفت 1 بدون آسفالتین دمای 350کلوین و
فشارهای 169 ، 199 و 229 بار…………………………………………………………………………………………………………………………76
شکل 4-4 اختلاف پارامتر حلالیت آسفالتین و نمونه نفت 2 بدون آسفالتین در دمای 369کلوین و
فشارهای 160 بار………………………………………………………………………………………………………………………………………………78
شکل 4-5 اختلاف پارامتر حلالیت آسفالتین و نفت زنده 2 بدون آسفالتین را در دماهای 369، 379 و 389 کلوین
و فشار 160 بار………………………………………………………………………………………………………………………………………………….79
شکل 4-6 اختلاف پارامتر حلالیت آسفالتین و نمونه نفت 2 بدون آسفالتین در دمای 369کلوین و
فشارهای 160 ، 190 و 220 بار…………………………………………………………………………………………………………………………80
فهرست علائم و نشانه ها
فشار |
|
حجم |
|
دما |
|
فشار بحراني |
|
حجم بحراني |
|
دماي بحراني |
|
ضريب بي مركزي |
|
ثابت گازها |
|
تابع توزيع |
|
پارامترهاي توابع توزيع |
|
جرم ملكولي زير گروه ام آسفالتين |
|
جرم ملكولي متوسط آسفالتين ها |
|
جرم ملكولي مينيمم آسفالتين |
|
پارامتر لخته شدن |
|
حجم مولي آسفالتين |
|
پارامتر حلاليت آسفالتين |
|
حجم مولي و پارامتر حلاليت باقيمانده |
|
كسر حجمي آسفالتين در نفت |
|
كسر حجمي آسفالتين در فاز جامد |
|
فوگاسيته آسفالتين خالص جامد در فشار |
|
فوگاسيته جزء ام در مخلوط |
|
ضريب تراكم پذيري فيزيكي |
|
ضريب تراكم پذيري شيميايي |
|
دانسيته |
|
پارامتر برهم کنش |
|
درصد مولي آسفالتين |
|
درصد مولي رزين |
|
ثابت رابطه Chueh- Prausnitz |
|
فشار نقطه حباب |
|
ضريب تراكم پذيري راكت |
|
جرم ملكولي جزء ام |
|
ثابت تعادلي |
|
ضريب تراكم پذيري مايع و بخار |
|
فوگاسيته مايع و بخار جزء ام |
