3-7-3- تحلیل روش عددی کولوکیشن برای سیستم های دو فازی گاز میعانی در مختصات استوانه ای در جهت محوری41
فصل چهارم51
نتایج و بحث مدل سازی52
4-1- مقدمه52
4-2- بررسی رفتار فازی با استفاده از معادله ی حالت CPA52
4-2-1- تست مدل CPA برای حالت خالص53
4-2-2- تست مدل CPA برای حالت چند جزئی57
4-3-تست های رفتار فازی72
4-3-1-مقدمه72
4-3-2-تست تخلیه در حجم ثابت72
4-3-3- تست Flash74

4-4- مدل سازی جریان در محیط متخلخل79
4-4-1- مقدمه79
4-4-2- مدل سازی جریان سیال در هندسه ی مغزه80
4-4-2-1- جریان تک فازی در مختصات استوانه ای و جریان محوری80
4-4-2-2- جریان دو فازی امتزاج ناپذیر پایا در مختصات استوانه ای و جریان محوری82
4-4-2-3- جریان دو فازی گاز میعانی پایا در مختصات استوانه ای و جریان محوری84
4-4-2-4- جریان دو فازی گاز میعانی پایا به همراه حلال در مختصات استوانه ای و جریان محوری86
4-4-2-5- جریان دو فازی گاز میعانی ناپایا در مختصات استوانه ای و جریان محوری89
4-4-2-6- جریان دو فازی در مختصات استوانه ای و جریان محوری بدون تزریق حلال و با تزریق آن94
فصل پنجم106
تست آزمایشگاهی و نتایج و بحث آن107
5-1- مقدمه107
5-2- دستگاه سیلاب زنی مغزه و اجزای آن107
5-2-1 مخزن نگه دارنده ی سیال108
5-2-2- مغزه نگه دار109
5-2-3- پمپ109
5-2-4- محفظه ی گرم کننده109
5-2-5- ریگلاتور110
5-2-6- سیستم نمایشگر اختلاف دما و فشار110
5-3- انجام آزمایش110
5-3-1- آماده سازی دستگاه110
5-3-2- مراحل انجام آزمایش112
5-4- نتایج حاصل از انجام آزمایش و بحث روی آن113
فصل ششم116
نتیجه گیری و پیشنهاد ها117
6-1- نتیجه گیری117
6-2- پیشنهاد ها117
فهرست منابع118
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول3-1- ثابت های معادله ی SRK18
جدول3-2- معادلات جهت بدست آوردن XAها (هوانگ و رادوز 1990) [28] برای سیستم های خود- همبسته و خالص24
جدول4-1- پارامترهای مربوط به معادله ی CPA53
جدول4-2- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط متانول و هیدروکربن [29]58
جدول4-3- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط مونو اتیلن گلیکول و هیدروکربن [14]58
جدول4-4- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دی اتیلن گلیکول و هیدروکربن [14]58
جدول4-5- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط تری اتیلن گلیکول و هیدروکربن [14]59
جدول4-6- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دو متوکسی اتانول و هیدروکربن [20 و 21]60
جدول4-7- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دو اتوکسی اتانول و هیدروکربن [20]61
جدول4-8- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دو بوتوکسی اتانول و هیدروکربن [20 و23]61
جدول4-9- جزء مولی سیال گاز میعانی ساختگی دو و همکارانش(2000)[3]70
جدول4-10- غلظت مخلوط گاز میعانی ساختگی شماره ی 1 مورد نظر این پروژه79

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب(به صورت کاملا تصادفی و به صورت نمونه) با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود-این مطالب صرفا برای دمو می باشد

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

جدول4-11- غلظت مخلوط گاز میعانی ساختگی شماره ی 2 مورد نظر این پروژه80
جدول4-12- داده های لازم برای خواص سنگ مخزنی80
جدول4-13- نتایج محاسبه ی خطای APD برای نقاط محاسبه ای مختلف81
جدول4-14- داده های مربوط به سنگ و سیالهای امتزاج ناپذیر82
جدول4-15- داده های مربوط به سنگ و سیالهای امتزاج پذیر84
جدول4-16- داده های مربوط به سنگ و سیالهای امتزاج پذیر در جریان پایای دو فازی87
جدول4-17- داده های مربوط به سنگ و سیالهای امتزاج پذیر در جریان ناپایای دو فازی89
جدول4-18- داده های لازم برای خواص سنگ مخزنی94
جدول4-19- داده های لازم برای خواص سنگ مخزنی101
جدول4-20- نتایج حاصل از تزریق حلال های گلیکول اتری105
جدول5-1- جرم لازم از هپتان نرمال برای رسیدن به غلظت معلوم دما و فشار تعیین شده111
جدول5-2- نتایج حاصل از تزریق حلال های گلیکول اتری115
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل3-1- فلوچارت محاسبه ی ضریب فوگاسیته با کمک معادله ی حالت CPA22
شکل3-2- ساختار مولکولی آب و دو متوکسی اتانول25
شکل3-3- فلوچارت مربوط به محاسبه ی X ها28
شکل3-4- شماتیکی از تست CVD [24]33
شکل3-5- نمونه ی ساده ای از الگوریتم فرآیند CVD33
شکل3-6- شکل مربوط به جریان محوری و جزء دیفرانسیلی آن34
شکل4-1- منحنی ضریب دوم ویریال ناشی از مدل برای مونو اتیلن گلیکول54
شکل4-2- منحنی ضریب دوم ویریال ناشی از مدل برای پروپیلن گلیکول54
شکل4-3- منحنی فشار بخار برای مونو اتیلن گلیکول، داده های تجربی گرفته شده از[37]55
شکل4-4- منحنی فشار بخار برای پروپیلن گلیکول، داده های تجربی گرفته شده از [37]55
شکل4-5- منحنی فشار بخار برای اتیلن گلیکول مونو متیل اتر ،داده های تجربی گرفته شده از [38]56
شکل4-6- منحنی فشار بخار برای اتیلن گلیکول بوتیل اتر ،داده های تجربی گرفته شده از [38]56
شکل4-7- محاسبه ی چگالی اتیلن گلیکول مونو متیل اتر برای دو فاز مایع و گاز با CPA و مقایسه ی آن با داده های تجربی[38]57
شکل4-8- محاسبه ی چگالی اتیلن گلیکول مونو بوتیل اتر برای دو فاز مایع و گاز با CPA و مقایسه ی آن با داده های تجربی[38]57
شکل4-9- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط مونو اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر62
شکل4-10- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط مونو اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین62
شکل4-11- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دی اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین63
شکل4-12- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط تری اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین63
شکل4-13- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط پروپیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین64
شکل4-14- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط مونو اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از [39]64
شکل4-15- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دی اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از [39]65
شکل4-16- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط تری اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از[39]65
شکل4-17- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط پروپیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر[داده های تجربی از مرجع 39]66
شکل4-18- مقایسه ی حلالیت های گلیکول ها در نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین66
شکل4-19- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از[21]67
شکل4-20- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال اکتان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از[21]67
شکل4-21- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال هگزا دکان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از [21]68
شکل4-22- منحنی لگاریتمی غلظت نرمال هپتان بر حسب دما برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال اکتان دکان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از[21]68
شکل4-23- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو اتوکسی اتانول و نرمال اکتان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از [21]69
شکل4-23- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو بوتوکسی اتانول و نرمال اکتان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از[23]69
شکل4-24- منحنی فشار بر حسب غلظت دومتوکسی اتانول در دمای 135 درجه ی فارنهایت70
شکل4-25- منحنی فشار بر حسب غلظت دو اتوکسی اتانول در دمای 145 درجه ی فارنهایت71
شکل4-26- منحنی فشار بر حسب غلظت دو بوتوکسی اتانول در دمای 145 درجه ی فارنهایت71
شکل4-27– منحنی غلظت اجزای هیدروکربی سیال برحسب فشار در تستCVD73
شکل4-28– منحنی مقدار مایع خروجی بر حسب فشار در دمای 360 درجه ی کلوین برای غلظت های مختلف دو متوکسی اتانول73
شکل4-29- منحنی مقدار مایع خروجی بر حسب فشار در دمای 360 درجه ی کلوین برای غلظت های مختلف دو اتوکسی اتانول74
شکل4-30- منحنی مقدار مایع خروجی بر حسب فشار در دمای 360 درجه ی کلوین برای غلظت های مختلف دو بوتوکسی اتانول74
شکل4-31- منحنی اشباع مایع بر حسب غلظت کلی دو متوکسی اتانول75
شکل4-32- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز مایع بر حسب غلظت کلی دو متوکسی اتانول75
شکل4-33- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز گاز بر حسب غلظت کلی دو متوکسی اتانول76
شکل4-34- منحنی اشباع مایع بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول76
شکل4-35- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز مایع بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول77
شکل4-36- منحنی غلظت دو اتوکسی اتانول در فاز گاز بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول77
شکل4-37- منحنی اشباع مایع بر حسب غلظت کلی دو بوتوکسی اتانول78
شکل4-38- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز مایع بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول78
شکل4-39- منحنی غلظت دو اتوکسی اتانول در فاز گاز بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول79
شکل4-40– منحنی افت فشار بر حسب طول مغزه برای حالت ناپایای حالت تک فازی و جریان محوری81
شکل4-41- مقایسه ی اثر تعداد نقاط محاسبه ای برای افت فشار کل با زمان در سیستم تک فازی و جریان محوری82
شکل4-42- منحنی فشار بر حسب طول مغزه83
شکل4-43- منحنی اشباع گاز بر حسب طول مغزه83
شکل4-44- منحنی فشار بر حسب طول مغزه (N=6)83
شکل4-45- منحنی اشباع گاز بر حسب طول مغزه (N=6)83
شکل4-46- اثر تعداد نقاط محاسبه ای بر روی منحنی اشباع مایع و فشار بر حسب طول85
شکل4-47- بررسی اثر تعداد نقاط محاسبه ای بر منحنی غلظت متان در مخلوط بر حسب طول در دو فاز گاز و مایع85
شکل4-48- منحنی قابلیت های حرکت فاز ها بر حسب طول86
شکل4-49- بررسی همراه بودن دو متوکسی اتانول همراه با جریان گازمیعانی برروی فشار و اشباع گاز87
شکل4-50- بررسی همراه بودن دواتوکسی اتانول همراه با جریان گازمیعانی برروی فشار و اشباع گاز88
شکل4-51- بررسی همراه بودن دو بوتوکسی اتانول همراه با جریان گازمیعانی برروی فشار و اشباع گاز88
شکل4-52- منحنی فشار بر حسب طول برای بازه ی 5 تا 1500 ثانیه. (برای بازه های 50 ثانیه ای)90
شکل4-53- منحنی فشار بر حسب زمان برای چند مقطع مغزه90
شکل4-54- اشباع گاز بر حسب طول برای زمان 5 تا 1500 ثانیه (در بازه های 100 ثانیه ای)91
شکل4-55- اشباع گاز بر حسب زمان برای مقاطع مختلف از مغزه91
شکل4-56- غلظت متان در فاز مایع بر حسب طول از زمان 5 ثانیه تا 1500 ثانیه ( در بازه های 100 ثانیه ای)92
شکل4-57- غلظت متان بر حسب زمان برای مقاطع مختلف92

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

شکل4-58- غلظت متان در فاز گاز بر حسب طول برای زمان های بین 5 ثانیه تا 1500 ثانیه (در بازه های زمانی 100 ثانیه)93
شکل4-59- غلظت متان در فاز گاز بر حسب زمان برای چهار مقطع93
شکل4-60- منحنی افت فشار برای جریان تک فازی بر حسب زمان95
شکل4-61- منحنی های افت فشار و اشباع ورودی سنگ برای جریان دو فازی تعریف شده95
شکل4-62- منحنی های تراوایی نسبی دو فاز گاز و مایع برای جریان دو فازی مورد توجه96
شکل4-63- مقایسه ی افت فشار برای جریان تک فازی و دو فازی97
شکل4-64- منحنی افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دومتوکسی اتانول98
شکل4-65- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو متوکسی اتانول98
شکل4-66- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دواتوکسی اتانول99
شکل4-67- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو اتوکسی اتانول100
شکل4-68- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دوبوتوکسی اتانول100
شکل4-69- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو بوتوکسی اتانول101
شکل4-70- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دو متوکسی اتانول102
شکل4-71- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو متوکسی اتانول102
شکل4-72- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دو اتوکسی اتانول103
شکل4-73- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو اتوکسی اتانول103
شکل4-74- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دو بوتوکسی اتانول104
شکل4-75- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو بوتوکسی اتانول104
شکل5-1- شمای کلی از دستگاه سیلاب زنی108
شکل5-2- منحنی رفتار فازی مخلوط متان و هپتان نرمال (85 % متان)111
شکل5-3- منحنی تراوایی مطلق بر حسب زمان114
شکل5-4- منحنی تراوایی نسبی بر حسب زمان قبل و بعد از تزریق دو متوکسی اتانول114
شکل5-5- منحنی تراوایی نسبی بر حسب زمان قبل و بعد از تزریق دو اتوکسی اتانول115
فهرست نشانه های اختصاری
aترم انرژی در معادله ی حالتzکسر مولی کلیbترم حجمی درمعادله ی حالتJماتریس مشتقاتعلایم یونانیkتراوایی∆اختلافLطول مغزه∆ABشدت همبستگیMwجرم مولیδ(x)دلتای دیراکncتعداد اجزای مخلوطμگرانرویPcفشار بحرانیρچگالیRثابت جهانی گاز هاφتخلخل سنگSاشباعضریب فوگاسیته جزء در مخلوطTدماTcدمای بحرانیزیر نویس هاtزمانiشمارندهvحجم مولیjشمارندهwتابع آزمونkشمارندهxکسر مولی در فاز مایعAسایت Ayکسر مولی در فاز گازgگازZضریب تراکم پذیریlمایع
فصل اول
مقدمه
کشور ایران از نظر منابع گازی در جهان جایگاه خوبی قرار دارد. این کشور دارای ذخیره ی 981 تریلیون مترمکعب به صورت در جا و تولید روزانه ی 9/111 بیلیون متر مکعب است. با توجه به اینکه در ناحیه جنوبی کشور بسیاری از این مخازن از نوع گاز میعانی است، تولید با بهره وری بهتر لازم به نظر می رسد.
از آنجایی که میادین گاز میعانی در اقتصاد کشور نقش بسزایی دارد، بنابراین پژوهش بر روی عملکرد این منابع ارزشمند جنبه ی حیاتی دارد. این مهم در داخل کشور چنان مورد توجه واقع شده است که در شرکت ملی نفت ایران زیر نظر مدیریت پژوهشی و فناوری آن شرکت واحدی با عنوان گروه پژوهش مخازن گاز میعانی در پژوهشکده ی ازدیاد برداشت ایجاد شده است.
مخازن گازی به سه دسته تقسیم می شوند. درصد بیشتری از مخازن گازی، جزء مخازن گاز خشک هستند. این مخازن ضمن تولید گاز در سر چاه هیچگونه میعاناتی با خود تولید نمی‌ کنند.
دسته دوم مخازن گازی، مخازن گاز مرطوب هستند. در این مخازن مقداری میعانات ضمن تولید در سر چاه بدست می آید که معمولا در هر چاه بازاء تولید 1 میلیون فوت مکعب گاز در شرایط استاندارد، بین 3 تا20 بشکه میعانات در سطح تولید می گردد. این میعانات به علت سبکی می توانند در تولید محصولات متنوعی نظیر حلال ها، بنزین و خوراک واحد های پتروشیمی استفاده شوند.
دسته سوم مخازن گازی، مخازن گاز میعانی هستند. در این میادین میزان تولید میعانات در بیشترین حد قرار دارد. در مواردی حتی ممکن است بازاء تولید 1 میلیون فوت مکعب گاز در شرایط استاندارد، 300 بشکه از این میعانات در سطح تولید گردد. تفاوت مهم دیگر این مخازن با مخازن گاز مرطوب این است که در مخازن گاز میعانی بر خلاف مخازن گاز مرطوب، ممکن است مقدار زیادی از میعانات در درون مخزن تشکیل گردد. دو نقطه ضعف اساسی تشکیل این میعانات در درون مخزن به قرار زیر است:
1- تشکیل این میعانات ارزشمند در درون مخزن باعث می شود تا به روش های متداول بازیافت نتوان آنها را تولید نمود و به این ترتیب بخش مهمی از سرمایه هیدروکربنی غیر قابل برداشت می گردد. به طور کلی فضای درون مخزن شبیه محیط اسفنجی می باشد که خلل و فرج آن توسط رابط های مویینه به یکدیگر وصل شده اند و برای شروع حرکت یک سیال در این محیط بسیار متراکم اسفنجی لازم است تا سیال به یک میزان مشخص در آن محیط تشکیل شود و درصد معینی از حجم محیط را اشغال نماید. این بدان معناست که پس از تولید اولین قطرات مایع در مخزن میعانات بدون حرکت مانده و تا رسیدن به درصد اشباع معین در درون مخزن باقی خواهند ماند.
2- تشکیل این میعانات در درون محیط مخزن باعث انسداد مسیر درون حفره‌ها و لوله‌های مویینه محیط متخلخل مخزن شده و یک مقاومت اضافی در برابر حرکت جریان گاز از درون مخزن به سمت چاه و نهایتاً تولید گاز از مخزن ایجاد می‌کند و بهره‌برداری از مخزن را کاهش می‌دهد.
در فرا سوی مرز های ایران اسلامی، مراکز تحقیقاتی کشور های دیگر هم به اهمیت این مهم پی برده اند و سالانه مقالات و گزارشهای فراوانی را در مجلات و همایش های معتبر به چاپ می رسانند و ارائه می دهند.
در بررسی مخازن هیدروکربنی زیر زمینی تا زمانی که با نفت سر و کار داریم، مطابق با انتظار مان با کاهش فشار در دمای ثابت با تشکیل گاز روبرو هستیم. اما این وضعیت برای مخازن گازی تر1 و گاز میعانی2 جور دیگری است. با کاهش فشار در دمای ثابت با تشکیل مایع برخورد می کنیم. این پدیده را میعان معکوس3 نام می گذارند. با وجود چنین پدیده ای در سنگ مخزنی، با برداشت از آن به مرور زمان با افزایش مقدار مایع در حفره های مخزن روبرو خواهیم بود. چنین پدیده ای با گذشت زمان باعث ایجاد مانعی بر سر راه تولید گاز از چاه های آن منطقه می گردد. چنین پدیده ای را انسداد میعانی4 می گویند.
روش های مقابله با این پدیده تنوع زیادی دارد. در این پایان نامه هدف استفاده از حلال های مایع گلیکول و گلیکول اتری است. حلال از راه چاه تولید به مخزن تزریق می شود. حوزه ی چاه مدتی در همان شرایط می ماند تا حلال با میعانات و گاز داخل حفره های سنگ مخزن به تعادل برسد. با شروع دوباره ی تولید ابتدا میعانات به بیرون هدایت می شوند و گاز در این شرایط قابلیت حرکت بیشتری دارد و تولید آن افزایش می یابد. حلال های مورد نظر تاثیری بر روی سنگ مخزنی ندارند و تنها اثر آنها بر تعادل فازی است. مقداری از حلال که در حفره ها باقی می ماند، به میعانات اجازه ی ورود به فاز مایع را نمی دهد. بنابراین تا مدتی که حلال تبخیر نشود. سطح مایع پایین می ماند و استحصال گاز با افت فشار کمتری روبرو است.
هدف از این پایان نامه مدل سازی اثر حلال های گلیکول و گلیکول اتری بر رفتار فازی سیال مخزنی در شرایط مخزن در مقیاس مغزه همراه با حل معادلات جریان دو فازی در مختصات استوانه ای در جهت شعاعی و مقایسه اثر آن در مقیاس آزمایشگاهی است. نوآوری های کار استفاده از یک روش عددی در حل معادلات مخزن و استفاده از یک معادله ی حالت موثر برای بررسی رفتار فازی حلال ها در کنار سیال هیدروکربنی است.
فصل دوم
مروری بر کار های گذشته
در این فصل خلاصه ی مقالاتی که به استفاده ی حلال های مختلف در برطرف کردن پدیده ی انسداد میعانی پرداخته است ارائه می شود که در چند قسمت آورده شده است.
2-1- کاهش تولید در مخازن گاز میعانی

افیدیک و همکارانش (1994) [1] به بررسی کاهش تولید در مخزن گاز میعانی آرون در اثر انباشتگی مععانات پرداختند و به این نتیجه رسیدند که با کاهش فشار به زیر فشار نقطه ی شبنم تولید چاه با فاکتوری حدود 2 کاهش می یابد که این در اثر تجمع میعانات در دهانه چاه است.
بارنوم و همکارانش (1995) [2] به این نتیجه رسیدند که کاهش تولید برای مخازن با تولید کم با Kh کمتر از 1000 md-ft شدید است.
2-2- روش های برطرف کردن انسداد میعانی
روش های متفاوتی برای مقابله با پدیده ی انسداد میعانی وجود دارد. دو روش عمده برای این برطرف کردن این پدیده به قرار زیر است:
– تغییر رفتار فازی گاز میعانی
– کاهش افت فشار و نگه داشتن فشار بالای نقطه ی شبنم
یکی از روش ها استفاده از حلال ها است.حلال های مورد نظر از خانواده ی الکل ها، گیلکول ها و گلیکول اتر ها است که در زیر به شرح کارهایی که در این زمینه شده است می پردازیم:
دو و همکارانش(2000)[3] سعی کردند که کاهش نفوذ پذیری نسبی توسط میعانات را با استفاده از یک حلال که آن حلال متانول است بهبود بخشند.
دو و همکارانش احتمال می دانند که با تزریق متانول کشش بین سطحی گاز و مایع کم می شود ولی نتایج اندازه گیری این فرض را رد کرد. احتمال دیگری که مورد توجه آن ها بود اثر متانول روی رفتار فازی هیدروکربن بود که با کمک معادله حالت این فرض را مورد آزمایش قرار داد و مشاهده کردند که اگر غلظت متانول زیاد باشد در شرایط عبوری از مغزه یک فاز مایع غنی از متانول تشکیل می شود که مانع تشکیل فاز میعانی دیگری می گردد که باعث بهبود تراوایی نسبی می شود.
نتایجی که از تزریق متانول بدست می آید به قرار زیر است:
1- تزریق متانول به درون مغزه که نفوذ پذیری آن توسط انسداد میعانی کم شده باعث می شود که نفوذ پذیری نسبی بهتر شود.
2- دلیل افزایش نفوذ پذیری نسبی این است که متانول باعث جابجایی فاز آب و میعانات می شود که این عمل توسط حل شدن متانول صورت می گیرد .
3- با تزریق متانول آب کاملا حذف می شود.
4- استفاده از متانول ودیگر حلال های الکلی روش های ارزان تری نسبت دیگر روش ها مانند شکست هیدرولیکی می باشند
ال انازی و همکاران (2002) [4] به بررسی اثر متانول بر روی افزایش نفوذپذیری نسبی در مغزه در سطح آزمایشگاهی پرداختند و این بررسی شامل یافتن مقدار حجمی لازم در متانول نیز می باشد.
نکته ی مهمی که در این مقاله به آن توجه شده است این است که اثر انسداد میعانی نه تنها بر مخازن با تراوایی کم مثلا 2-5 میلی دارسی مؤثر است بلکه بر مخازن با تراوایی بالا مثلا 246-378 میلی دارسی نیز تاثیر می گذارد.در حالت اول تا 97% کاهش می یابد و در حالت دوم تا 98% کاهش می یابد.انسداد میعانی می تواند به حدی برسد که به اندازه ی بین 50 تا 60 % سطح عبوری را اشغال کند.
نتایج حاصل از تزریق گویای این مطلب است که اثر متانول اثر موقتی است و همچنین متانول زمانی که اشباع آب زیادتر باشد ،مؤثرتر است.نکته ی دیگری که در این نوشته به آن اشاره شده است،این است که در سنگ با تراوایی بالا اثر انسداد میعانی خیلی شدیدتر است تا در سنگ با تراوایی کم.
ال انازی و همکاران (2005) [5] کاری که انجام دادند مربوط به تزریق متانول بر روی چاهی در میدان هاترپوند در آلاباما بود که تولید به واسطه ی انسداد میعانی کاهش یافته است که با تزریق متانول تولید گاز و میعانات با فاکتور 2 در 4 ماه اول و بعد از آن %50 درصد افزایش یافته است.
گارزون و همکاران (2006) [6] به بررسی آزمایشگاهی کاربرد دیزل فیلتر شده همراه با حلال برای از برطرف کردن انسداد میعانی پرداخته اند. آن ها از دیزل به همراه یک حلال گلیکول اتری (اتیلن گلیکول مونو بوتیل اتر) برای از بین بردن انسداد استفاده کرده اند و نشان دادند که ضریب بهره وری5 با غلظت گلیکول اتر متناسب است و مخلوط 40 به 60 دیزل و گلیکول اتر بیشترین بهبود را می دهدو این مخلوط را برای یک مخزن امتحان کردند ودیدند که PI 10 درصد افزایش یافته است و تولید گاز 15 درصد افزایش یافته است.
بنگ (2007) [7] در قالب پایان نامه دکتری خود کار زیادی بر روی اثر مخلوط حلال و فعال ساز سطحی بر تراوایی نسبی گاز به صورت آزمایشگاهی انجام داد. از نظر ایشان حلال مناسبی که بتواند فعال ساز سطحی را خوب به سنگ مخزن منتقل کند باید حلالیت خیلی خوبی برای آب همزاد مخزن داشته باشد(که در بعضی موارد این آب به شدت غنی از نمک است). با توجه به این معیار، ایشان حلال های الکلی نظیر ایزو پروپیل الکل، اتانول و حلال گلیکول اتری نظیر 2 بوتکسی اتانول و حلال های دی الی(گلیکول ها) نظیر پروپیلن گلیکول، پلی پروپیلن گلیکول، دی پروپیلن گلیکول مونو متیل اتر در کنار آب مورد بررسی قرار دادند.
نتایج بررسی گروه بنگ چنین است: مخلوط ایزو پروپیل الکل با پروپیلن گلیکول و مخلوط 2-بوتکسی اتانول با اتانول برای برخورد با آب نمک هایی نظیر آب نمک مخزن بریتانیا مناسب است.
2-3- بررسی رفتار فازی سیالات گاز میعانی
رفتار فازی یکی از فاکتور های مهم در کنترل کارایی میادین گاز میعانی است. افراد بسیاری نیز روی این مورد کار کرده اند.
بنگ و همکارانش (2005) [8] به بررسی رفتار فازی مخلوط هیدروکربن-آب-الکل در دما وفشار بالا با توجه به شرایط مخزن پرداخت.
کونتوجورجیس و همکارانش(1996) [9] اولین گروهی بودند که معادله ی حالت مکعبی را با تئوری تلاطم ترکیب کردند تا بتوانند معادله ی حالتی ارائه دهند که قابلیت پیش بینی رفتار فازی و چگالی مایع برای مواد خالص قطبی که پیوند هیدروژنی را داشته باشد. انگیزه ی این کار ساده سازی کار با مواد دارای پیوند های ویژه است. معادلات پیشین چون SAFT و APACT در قسمت فیزیکی پیچیده هستند با این حال نتایج آنها تفاوت چندانی ندارند. در قسمت شیمیایی از تئوری تلاطم بهره بردند. این تئوری در کنار تئوری های شیمیایی و بلور ( شبه شیمیایی) سه تئوری توصیف کننده ی جزء همبستگی در برخورد با سیستم های با پیوند خاص است. تئوری تلاطم برای مولکول هایی مثل آب که می توانند از چند محل پیوند هیدروژنی دهند، رابطه ی صریحی می دهد. در تئوری تلاطم الکل ها با مدل دو محل فعال و آب با مدل چهار یا سه محل فعال شناسایی می شوند. در این مدل دو پارامتر برای قسمت شیمیایی معادله به ضرایب معادله ی حالت SRK افزوده می شود. که این ضرایب εAB ، β به انرژی و انتروپی پیوند های هیدروژنی آن مولکول ها وابسته است. پنج پارامتر این معادله از مقایسه ی محاسبه با داده های تجربی چگالی مایع، فشار بخار و ضریب دوم معادله ی ویریال برای دماهای مختلف حاصل می شود.
وتساس و همکارانش (1997) [10] به بررسی رفتار فازی تعادل مایع- مایع مخلوط هیدروکربن و الکل ها پرداختند. روش CPA با روش UNIQUAC و معادله ی حالت ESD مقایسه می شود، که به خوبی جواب می دهد. این نوشته بهتر جزییات معادله ی CPA را توضیح می دهد. نتایج نشان می دهد که تعادل مایع- مایع به پارامترهای بهینه شده حساسیت دارد. پس نمی توان تنها از روی داده های تعادل مایع- گاز نتیجه گیری کلی کرد. داده های مخلوط های دوتایی مورد نظر این نوشته به خوبی با کمک یک ضریب برهمکنش مستقل از دما با داده های تجربی انطباق پیدا می کند.
جورجیس فولاس (2005) [11] در مقاله‌شان رفتار فازی تعادل مایع- مایع وگاز- مایع مخلوط های الکل، آب وتعادل فازی مخلوط چند فازی الکل، آب و هیدروکربن ها با استفاده از معادله حالتCPA بررسی کردند. این افراد به کارایی معادله CPA در رفتار فازی گاز- مایع الکل وآب در دامنه ی فشاری ودمایی گسترده با استفاده از یک ضریب برهمکنش مستقل از دما پرداختند. همچنین در تخمین شدت تجمع ABΔ از قانون های ترکیبی متفاوت استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که برای الکل های سبک که قابل حل در آب هستند ECR جواب بهتری می دهد ولی برای الکل های سنگین مانند بوتانول، پنتانول و اکتانول که در آب حل نمی شوند CR-1 جواب قابل قبولی می دهد.
سامر دراوی و همکارانش (2003) [12] برای اولین باربود که توانستند که به بررسی رفتار فازی تعادل مایع- مایع سیستم هایی شامل گلیکول ها و هیدروکربن ها بپردازند و از آن نتایج بسیار خوبی با یک ضریب برهمکنش برای سیستم دوجزیی بدست آوردند. مواد مورد بررسی در این مقاله اتیلن گلیکول، دی اتیلن گلیکول، تری اتیلن گلیکول ،تترا اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول هستند. از اتیلن گلیکول برای بدست آوردن ماهیت همبستگی دیگر گلیکول ها استفاده شد. پارامترهای معادله ی CPA با استفاده از یک روش بهینه سازی بر اساس فشار بخار و چگالی مایع بدست می آید.
سامر دراوی و همکارانش (2003) [13] به تحقیق روی بررسی رفتار فازی گلیکول ها و آب پرداختند. نتیجه ی اولیه در این مقاله این نکته را اشاره می کند که از معادله ی CPA می توان در بررسی رفتار فازی چند جزئی چند فازی مخلوط آب، گلیکول ها و هیدروکربن ها استفاده کرد.
وحید افضل وهمکارانش (2009) [14] این افراد در ابتدا مقادیر ضریب فعالیت بینهایت رقیق برای 4 نرمال آلکان نرمال پنتان، نرمال هگزان، نرمال هپتان و نرمال اکتان در مونو اتیلن گلیکول را ارائه کردند، سپس مقادیر تجربی ضرایب فعالیت چند نرمال آلکان را مونو اتیلن گلیکول، دی اتیلن گلیکول ،تری اتیلن گلیکول و تترا اتیلن گلیکول با استفاده از معادله حالت CPA مدل کردند و با استفاده از این مقادیر ضرایب برهمکنش را محاسبه کردند.
جورجیس فولاس و همکارانش (2007) [15] به ارائه ی یک سری داده های تجربی مخلوط دوتایی اتیلن گلیکول و متان و مخلوط سه تایی اتیلن گلیکول، آب و متان در فشار بالا و دمای پایین پرداختند. همچنین به مقایسه ی دو معادله ی حالت CPA و SRK با قانون ترکیبیHuron-Vidal با مدل ضریب فعالیت NRTL تغییر یافته پرداختند و به این نتیجه رسیدند که معادله ی CPA جواب بهتری از حلالیت اتیلن گلیکول در متان می دهد.
پیترتیبجرگ و همکارانش (2009)[16] این نکته را مورد توجه قرار دادند که آیا متانول در دو محل پیوند هیدروژنی بدهد بهتر هست یا سه محل و این موضوع بین دو معادله حالت CPA و sPC-SAFT تفاوت می کند یا نه؟ معیار مقایسه مورد نظر تعادل گاز- مایع و مایع- مایع مخلوط های دوتایی سه تایی متانول با آب و هیدرو کربن بود. و نتایج نشان داد که دو محل بهتر از سه محل است و همچنین در یافتن ثابت های الکل استفاده از آنتالپی نهان تبخیر و ضریب تراکم پذیری در کنار چگالی مایع و فشار بخار جواب بهتری می دهد.
متانول با توجه به نقش به سزایش در صنایع نفت و گاز، دقت بالایی را در رفتار فازیش با آب و هیدروکربن می طلبد تا میزان تزریق مازاد کمتری لازم باشد. این نکته از جنبه ی اقتصادی و هم از جنبه ی محیط زیستی حائز اهمیت است.
کارستن لوندستروم و همکارانش (2006)[17] به اندازه گیری خواص فیزیکی آب و متانول با استفاده از معادلات حالت CPA وSRK (با تصحیح حجمی Peneloux و بدون آن) و مقایسه ی آنها پرداختند. اینان علاوه بر محاسبه ی دانسیته و فشار بخار به محاسبه ی ظرفیت حرارتی در فشار ثابت، سرعت صوت، آنتالپی و ضریب ژول تامسون پرداختند وبه این نتیجه رسیدند که معادله ی حالت CPA جواب بهتری نسبت به معادله ی SRK می دهد.
ارائه ی نتایج آن از قسمت خواص آب خالص شروع می شود. که در مقایسه ی کلی CPA از SRK وSRK (با تصحیح حجمی Peneloux و بدون آن) بهتر است. نکته ی جالب اینکه کیفیت پیشبینی CPA با افزایش دما و فشار بالا می رود. این مدل به واقعیت نزدیک تر است چرا که برای اکثر خواص علاوه بر نزدیکی به داده های تجربی روند تغییرات را صحیح نمایش می دهد.
جورجیس کونتوجورجیس و همکارانش(2006) [18] مرور بر کارهایی کردند که دیگر افراد انجام داده اند و به بررسی همبستگی متقابل دو جزئی با استفاده از معادله ی حالت CPA پرداختند. این پدیده مربوط به ملکول های قطبی که قابلیت پیوند هیدروژنی دارند می باشد. مخلوط های متفاوتی مانند آب و الکل یا گلیکول، مخلوط های حاوی اسید های آلی و یا دو الکل و همچنین این پدیده برای مولکول هایی مثل دی اکسید کربن و استیرن که در کنار آب به طور جزئی خاصیت همبستگی پیدا می کنند، رخ می دهد. یکی از نکات قابل توجه این است که ضریب بر هم کنش بین آب- الکل و آب- گلیکول خیلی بیشتر از الکل- هیدروکربن و گلیکول- هیدروکربن است.
ووتساس و همکارانش (1999) [19] به بررسی رفتار فازی آب، هیدروکربن و الکل با استفاده از معادله ی حالت CPA پرداختند. این افراد به این نتیجه رسیدند که مشخص کردن نوع روش ترکیبی در بدست آوردن پارامترهای حجمی همبستگی متقابل ضروری است وهمچنین به انعطاف پذیری این معادله ی حالت هم در فشار بالا مانند جدا سازی سیالات فوق بحرانی و هم در فشار پایین مانند جداسازی مایع- مایع تاکید کردند.
گاریدو و همکارانش (2008) [20] به بررسی رفتار فازی گاز- مایع و مایع- مایع گلیکول اترها- آب و گلیکول اترها با هیدروکربن با استفاده از معادله ی حالت CPA پرداختند. داده های تجربی برای سیستم خالص گلیکول اتر ها محدود است، که منظور داده های چگالی مایع و فشار بخار می باشد. به این دلیل از معادلات DIPPR به عنوان داده های شبه- تجربی بهره برده است. در این کار اشاره به پارامتر های Kamlet-Taft شده است. این ها تا حدودی پیوند متقابل حلال وحل شونده را بیان می کند. نویسنده این پارامتر ها را در بهینه سازی ضرایب معادله ی CPA به کار نبرده است. با این حال از مقادیر عددی آنها این طور نتیجه می گیرد که باید متغیر های ε و β برای گلیکول اتر ها زیاد متفاوت باشد که این نظریه با نتایج بهینه سازی مطابقت دارد. در بررسی ترم همبستگی از قوانین ترکیب CR-1 و ECR استفاده شد. همچنین در محاسبات گاز- مایع بدون آب به این نتیجه رسیدند که بدون استفاده از ضریب برهمکنش دوجزئی نتیجه ی قابل قبولی می دهد. در مدل سازی صورت گرفته برای آن نیز از پیوند های هیدروژنی مربوط به اتم های اکسیژن جدا از هیدروژن در ساختار صرف نظر شده است و همچنین اثری نیز برای احتمال همبستگی درون مولکولی وجود ندارد. با این حال برای تمام سیستم های دوجزئی مورد توجه نتایج خوبی گرفته است. تنها مخلوط های در آب است که ضریب برهم کنش منفی بزرگی را احتیاج دارند. نویسندگان با افزودن رابطه ای معلوم بین پارامتر b و حجم واندروالس برای کلیه ی مواد( رابطه را ببینید).
4 پارامتر دیگر را روی داده های فشار بخار و چگالی مایع تطبیق دادند. با این کار کیفیت پیشبینی داده های دوجزئی مخلوط های مایع- مایع بالا رفت. با این کار داده های ضریب دوم ویریال نیز خوب پیشبینی می شود.
کاربردهای فراوانی برای گلیکول اتر ها در صنعت وجود دارد. در صنایع مواد غذایی، کشاورزی، دارویی و بهداشتی به کار می رود. همچنین به عنوان ماده ی افزودنی به سوخت، روان کننده و در رنگ ها و پوشش ها، چسب و ساخت فیلم استفاده دارد.
در مورد داده های تجربی رفتار فازی گلیکول اترها و هیدروکربن ها از یک سری مقالات استفاده شده است که مهمترین آن ها به شرح زیر است:
فرانسیسکو جاور کارمونا و همکاران (1999) [21] ، میگول انگل رابیو و همکاران (1998)[22] ، پی. اس. پرابهو و همکاران (1963) [23]

فصل سوم
مدل سازی

دسته بندی : پایان نامه

پاسخ دهید