عنوان پایان‌نامه
پیش بینی تنش میان-رویه سیستم نفت و محلول های سورفکتانت در اسیدیته های مختلف
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1225.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55907
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- نوشین سعادت خواه
- استاد راهنما
- علیرضا بهرامیان
- چکیده
- در فرآیند ازدیاد برداشت نفت به روش سیلاب زنی آلکالینی، یک محلول آلکالینی به همراه سورفکتانت به مخزن افزوده شده و طی واکنش بین محلول آلکالینی با اسیدهای طبیعی موجود در نفت خام، اسید موجود در نفت جذب سطح شده و یونیزه می‌گردد. از آنجا که اسید یونیزه شده فعال سطحی است، کاهش تنش میان-رویه بین نفت خام و سیلاب را در پی خواهد داشت، که این امر منجر به افزایش نیروهای موئینگی و در نتیجه تسهیل عملیات ازدیاد برداشت خواهد شد. در این حالت تنش میان-رویه کمتر از مقداری که محلول آلکالی به تنهایی استفاده می¬گردد، می شود. این اثر هم‌افزایی به دلیل جذب همزمان اسید یونیزه شده از سوی نفت و سورفکتانت از سوی محلول آلکالی به میان-رویه است. در ادبیات مطالعه و نتایج آزمایشگاهی به این نکته اشاره گردیده که با تغییر pHاولیه تنش میان- رویه از یک مقدار کمینه عبور می کند، که این امر منجر به ایجاد یک نقطه بهینه در ازدیاد برداشت نفت خواهد شد. عدم وجود اطلاعات آزمایشگاهی در مورد تنش میان¬-روی? انواع سیستم¬های نفت و محلول های سورفکتانت و همچنین هزین? بالا و زمان بر بودن انجام آزمایش¬ برای دستیابی به این اطلاعات، نیاز به استفاده از یک مدل پیش¬بینی کننده را توجیه می نماید. به منظور محاسبه¬ی تنش میان-رویه¬ی تعادلی سیستم نفت اسیدی در تماس با محلول آلکالینی، یک معادله¬ی حالت برای لایه¬ی جذب شده با اطلاع از ترکیب درصد اجزا در این لایه، به کارگرفته می¬شود. برای تعیین ترکیب درصد اجزا طرحی برای واکنش¬های شیمیایی سیستم به همراه یک سری معادلات بقای جرم، تعادل الکتریکی و مدل تشکیل مایسل مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجا که معادلات به دست¬آمده باید به صورت همزمان حل گردد، در این مطالعه از یک روش حل عددی به نام روش تکرار نیوتن-رافسون به منظور حل همزمان معادلات استفاده گردیده است. نتایج حاصل از این مطالعه با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده که در بیشتر موارد دقت بالای مدل در محاسبه¬ تنش میان-رویه را نشان می دهد.
- Abstract
- In the enhanced oil recovery process, using alkaline flooding, an alkaline solution with a surfactant is added to the reservoir. During the reaction between the acids naturally present in crude oil and alkaline solution, the natural crude oil acids are adsorbed into the surface and will be ionized. The ionized acid is surface active and causes the reduction of interfacial tension. This leads to increasing capillary forces and will facilitate the enhanced oil recovery process. In this situation interfacial tension decrease more in compare with using just an alkaline solution. This synergism effect is the result of simultaneous adsorption of ionized acid by the oil and surfactant by the alkaline solution into the interface. The literature of the study and laboratory results shows that by changing the initial pH the interfacial tension passes through a minimum that is an optimal point in oil production. Because the laboratory results of interfacial tension of different oil systems and surfactant solutions are not available and also high cost and time of testing, a predictive model is justified. Knowing the concentration of components in adsorbed layer and applying an equation of state for adsorbed layer is a method for calculating the equilibrium interfacial tension. For determining the concentration of components in adsorbed layer a scheme for chemical reactions with using a series of mass conservation equations, electrical equilibrium and micellization model is applied. In this study a predictive model for calculating the interfacial tension has been developed and a numerical method called Newton- raphson iterative method is used for solving the equations simultaneously. The accuracy of the model has been compared with laboratory results and shows the high accuracy of the predicted interfacial surface tensions in compare with laboratory results.
