ارتقای خصوصیات نفت آسفالتینی در حضور نانوذرات

پدیده رسوب آسفالتین در مخازن نفتی در مرحله تولید و در بسیاری از وسایل تولیدی یک مسئله پیچیده و مخرب است که اکثر میادین نفتی در دنیا با این مشکل مواجه هستند .معمولاً از حلال‌ها، سورفکتانت‌ها و روش‌های مکانیکی برای از بین بردن رسوب آسفالتین استفاده می‌شود. در سال‌های اخیر بحث جاذب‌های آسفالتین برای ارتقای خصوصیات نفت مطرح شده است. حضور موادی مثل کربوکسیلیک، پیریدینیک، پیرولیک و تیپوفنیک در ساختار آسفالتین‌ها از مهمترین دلایل جذب آسفالتین بر روی سطوح جامد هستند. لازم به ­ذکر است که مطالعات بسیاری در رابطه با جذب آسفالتین بر روی سطوح آهنی و غیرآهنی، انجام شده است. گفتنی است که به دلیل برخی از ویژگی­های نانو ذره‌ها مثل سطح ویژه بالا، مطالعات گسترده‌ای در خصوص جذب آسفالتین بر سطح نانو ذرات انجام شده است. همچنین مشخص شده است که مقدار آسفالتین جذب شده بر سطح نانوذرات بستگی به واکنش‌های بین سطح نانوذره و آسفالتین، نوع آسفالتین و خواص شیمیایی نانوذره دارد. با توجه به اهمیت موضوع فوق، تصمیم بر آن شد که در خصوص کاربرد نانو ذره‌ها در ارتقای خصوصیات نفت آسفالتینی موارد ذیل مورد بررسی قرار گیرد.

1. در فصل اول، به ضرورت انجام این پروژه در این کتاب پرداخته شده است.
2. در فصل دوم، به مطالعات انجام شده قبلی در خصوص مشکلات ایجاد شده ناشی از رسوب آسفالتین، بررسی جذب آسفالتین بر سطح نانو ذره‌ها برای ارتقای خواص نفت و همچنین مکانیسم‌های افزایش برداشت در حضور نفت پرداخته شده است.
3. در فصل سوم، مهم‌ترین روش‌ها و تجهیزات آزمایشگاهی برای مطالعه‌ی نمونه‌ی نفت آسفالتینی در حضور نانو ذره‌ها از نظر میزان جذب آسفالتین بر سطح نانو ذره‌ها پرداخته شده است.

در فصل چهارم، به تشریح مطالعات نوین آزمایشگاهی و نرم افزاری در مورد جذب آسفالتین بر سطح نانو ذره‌ها در یکی از میادین نفتی به صورت موردی پرداخته شده است

کلیک نمایید:

کتب مهندسی نفت

کتب فیزیک

مقالات معرفی کتب

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

فصل دوم: مروری بر مطالعات پیشین

2-1 آسفالتین و مکانیسم‌های رسوب آن. 20

2-2 نمودار گستردگی فازی رسوب... 22

2-3 عوامل عملیاتی مؤثر بر تشکیل یا تشدید رسوب آسفالتین.. 23

2-4 مشکل تشکیل رسوب آسفالتین در مخازن نفتی.. 24

2-5 خصوصیات گاز دی اکسید کربن و تزریق آن در مخازن. 25

2-6 مشکلات تزریق گاز دی اکسید کربن.. 26

2-7 کاربرد نانو ذرات در ازدیاد برداشت نفت... 27

2-8 مکانسیم‌های افزایش ازدیاد برداشت در حضور نانو ذره‌ها 32

2-8-1 فشار جدایش.... 33

2-8-2 مسدود شدن فضاهای خالی کانال‌ها 33

2-8-3 کاهش قابلیت تحرک سیال‌های تزریقی.. 34

2-8-4 کاهش کشش بین سطحی.. 34

2-8-4-1 فاکتورهای موثر برکشش بین سطحی.. 36

2-8-5 تغییرات ترشوندگی.. 37

2-8-6  جذب آسفالتین در سطح جاذب‌ها و نانو ذرات... 39

فصل سوم: تجهیزات آزمایشگاهی و شرح تفصیلی روش انجام آزمایش‌ها

3- 1 اندازه گیری میزان آسفالتین نمونه نفتی به روش IP-143. 46

3-2 آزمایش سارا 47

3-2-1 ابزار و مواد مصرفی مورد نیاز. 49

3-2-2 روش انجام آزمایش.... 49

3-3 توصیف دستگاه‌ها و مراحل انجام آزمایش‌های تخلیه طبیعی و تزریق گاز دی اکسید کربن.. 51

3-3-1 دستگاه فشار بالا- دما بالا.. 52

3-3-1-1 نگه دارنده سیال مورد آزمایش.... 53

3-3-1-2 فیلتر فشار بالا- دما بالا.. 53

3-3-1-3 مخزن نمونه گیر. 53

3-3-1-4 سلول ترکیب 54

3-3-1-5 اندازه گیرنده فشار. 55

3-3-2 روش انجام آزمایش‌های تخلیه طبیعی و گاز دی اکسید کربن.. 56

3-3-2-1 روش انجام آزمایش‌های تخلیه طبیعی.. 56

3-3-2-2 روش انجام آزمایش تزریق گاز دی اکسید کربن.. 56

3-4 آزمایش‌های کشش بین سطحی.. 57

3-4-1 آزمایش‌های کشش بین سطحی آب شور –  نفت... 57

3-4-2 کشش بین سطحی گاز اکسید کربن- نفت... 58

3-5 آزمایش‌های محیط متخلخل.. 59

3-5-1 دستگاه سیلاب زنی.. 59

3-5-1-1 پمپهای تزریقی.. 61

3-5-1-2 نگه دارنده‌ها 62

3-5-1-3 مغزه نگهدار. 62

3-5-1-4 مبدل‌های فشار. 63

3-5-1-5 جمع کننده اجزا سیالات... 63

3-5-1-6 پمپ فشار محصور کننده 64

3-5-1-7 کامپیوتر جمع آوری دادهها 65

3-5-1-8 ویسکومتر استوالد. 65

3-5-1-9 چگالی سنج.. 65

3-5-2 دستگاه اندازه گیری تراوایی و تخلخل با گاز. 66

3-5-3 روش انجام تراوایی نسبی آب- نفت... 67

3-6 آزمایش‌های جذب در حضور نانو ذرات و روش استخراج آسفالتین.. 68

3-6-1 بررسی جذب تعادلی آسفالتین توسط نانو‌ذرات با استفاده از روش جذب اسپکتروسکوپی یووی ویس     68

3-6-2 مدل‌های لانگ مویر و فریوندلیچ.. 69

فصل چهارم: تشریح مطالعات نوین آزمایشگاهی و نرم‌افزاری در مورد جذب آسفالتین بر سطح نانوذره‌ها: مطالعه موردی

4-1 اثرات نانو ذره‌های اکسید کلسیم و سیلیکون دی اکسید نفت دوست برای کاهش رسوب آسفالتین با تاکید بر جذب آسفالتین بر سطح نانو ذره 73

4-1-1 مواد مصرفی.. 73

4-1-2 بررسی پایداری آسفالتین با روش‌های غربالگری.. 77

4-1-3 جذب آسفالتین بر سطح نانو ذره‌های اکسید کلسیم و سیلیکون دی اکسید نفت دوست... 79

4-1-4 اثرات غلظت نانو ذره‌ها و فشار برروی کشش بین سطحی گاز دی اکسید کربن- نفت... 82

4-1-5 اثرات نانو ذره‌های اکسید کلسیم و سیلیکون دی اکسید بر رسوب آسفالتین در آزمایش‌های تخلیه طبیعی و دی اکسید کربن   86

4-2 اثرات نانو ذره‌های اکسید کلسیم و سیلیکون دی اکسید بر نمودار فازی رسوب آسفالتین: روش آزمایشگاهی و نرم افزاری   88

4-2-1 اثرات غلظت‌های مختلف گاز دی اکسید کربن و دما بر رسوب آسفالتین در فرآیند‌های تخلیه ی طبیعی   88

4-2-2  اثرات دما و نانو ذره‌های اکسید کلسیم و سیلیکون دی اکسید بر رسوب آسفالتین در حضور گاز دی اکسید کربن در طی فرآیند تخلیه ی طبیعی   91

4-2-3 استفاده از نرم افزار مالتی فلش به منظور تخمین نمودار فازی رسوب آسفالتین در غلظت‌های مختلف تزریق گاز دی اکسید کربن   93

4-2-3-1 اثرات غلظت‌های دی اکسید کربن بر نمودار فازی رسوب آسفالتین و فشارهای اشباع با استفاده از نرم افزار  95

4-2-3-2 تخمین اثر غلظت‌های مختلف دی اکسید کربن بر نمودار فازی رسوب آسفالتین و داده‌های فشار اشباع  96

4-3 مقایسه پارامترهای جریانی در مغزه‌های کربناته در حضور نانو سیال‌های نفت دوست سیلیکون دی اکسید و اکسید کلسیسم   97

4-3-1 آزمایش‌های کشش بین سطحی.. 97

4-3-2 تراوایی نسبی آب – نفت... 98

فهرست مراجع. 104