عنوان پایان‌نامه
اندازه گیری رفتار فازی آسفالتین در فرایند تزریق دی اکسید کربن نیتروژن و متان و بررسی مکانیسم تجمیع پذیری نانو ذرات آسفالتین
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1000.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47918
- تاریخ دفاع
- ۲۹ دی ۱۳۸۹
- دانشجو
- محسن محمدی
- استاد راهنما
- علیرضا بهرامیان
- چکیده
- تحقیق حاضر در دو بخش ارائه می¬شود. در بخش اول، اثرگذاری مهمترین گازهای تزریقی به مخزن (دی-اکسید¬کربن، نیتروژن و متان به عنوان بخش عمده¬ی گاز طبیعی) در فرآیند ازدیاد برداشت بر رسوب¬دهی آسفالتین مورد بررسی قرار می¬گیرند. این اثر¬گذاری به¬وسیله¬ی تعیین فشار آغازین بالایی تشکیل رسوب با استفاده از روش کاهش فشار با دستگاه PVT انجام می¬شود. نتایج نشان می¬دهد که در بین گازهای مورد مطالعه، متان بیشتر از سایر گازها پایداری آسفالتین در نفت نمونه را کاهش می¬دهد و پس از آن در این زمینه گاز نیتروژن قرار می¬گیرد. همچنین گاز دی¬اکسید¬کربن نه¬تنها سبب افزایش تمایل به رسوب¬دهی آسفالتین در نفت نمونه نمی¬گردد، بلکه سبب پایداری بیشتر آسفالتین در نفت می¬گردد. برای تفسیر نتیجه¬ی حاصل از اثرگذاری دی¬اکسید¬کربن، از محاسبه¬ی پارامتر حلالیت نفت و دی¬اکسیدکربن استفاده می¬شود. در بخش دیگر این تحقیق اثر نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم(TiO2) ، سیلیکا (SiO2) و اکسید زیرکونیوم (ZrO2) به همراه نانوسیال حاوی آن¬ها بر رسوب¬دهی آسفالتین مورد مطالعه قرار می¬گیرد. این ذرات علاوه بر این¬که موضوع تحقیقات مربوط به فرآیند ازدیاد برداشت و تغییر ¬ترشوندگی می¬باشند، با توجه به وجود بار سطحی آن¬ها در محیط¬های اسیدی و بازی دارای پتانسیل استفاده به عنوان بازدارنده از تشکیل رسوب می¬باشند. اثرگذاری این نانوذرات بوسیله¬ی تیتراسیون نمونه¬ی نفتی حاوی آن¬ها با هپتان صورت گرفت و برای تعیین نقطه¬ی تشکیل آسفالتین از میکروسکوپ نوری پلاریزان استفاده گردید. نتایج نشان-دهنده¬ی اثرگذاری نانوذره¬ی TiO2 بر پایداری آسفالیتن در محیط اسیدی می¬باشد در حالیکه سایر نانوذرات مورد بررسی این خاصیت را از خود نشان نمی¬دهند. در ادامه برای بررسی و تفسیر این اثرگذاری از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیزهای طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، پتانسیل زتا (Zeta-Potential) و اندازه¬گیری سایز ذرات با استفاده از روش افتراق پویای نور (DLS) استفاده گردیده است. کلمات کلیدی: آسفالتین، تزریق گاز، پارامتر حلالیت، نانوذرات، بازدارنده¬ی تشکیل رسوب
- Abstract
- Gas injection is a common method in Enhanced Oil Recovery (EOR) processes. N2, CH4 and CO2 are the major gases which are used in this process. In first part of this study, the effects of N2, CH4 and CO2 injection on asphaltene precipitation have been experimentally investigated using a reservoir oil fluid from south of Iran making use of light transmission method. The results are compared and the effects of injected gases on reducing asphaltene colloidal stability in oil are found in the following order: CH4 > N2 > CO2. It is observed that CO2 can act as an inhibitor and can increase the solubility of asphaltene, decreasing the asphaltene precipitation onset. A thermodynamic discussion has been performed to explain the effect of CO2 on the solubility of asphaltene based on the solubility parameters of recombined oil and CO2, calculated from Peng-Robinson equation of state along with an empirical correlation for volumetric properties of CO2. In second part of this study, effects of TiO2, ZrO2 and SiO2 fine nanoparticles in organic-based nanofluids have been investigated to study their potential for stabilizing asphaltene particles in oil. To this end, polarized light microscopy has been used to determine the onset of asphaltene precipitation by titration of dead oil samples from Iranian crude oil reservoirs with n-heptane in the presence of nanofluids. Results show that rutile (TiO2) fine nanoparticles in acidic condition can effectively enhance the asphaltene stability whereas in basic condition act inversely. In that, the required amount of n-heptane for destabilizing the colloidal asphaltene is considerably higher in presence of TiO2 nanofluids at pH below 4. The FTIR spectroscopy and SEM images indicate some changes in n-heptane insoluble asphaltene when acidic TiO2 nanofluid is used as inhibitor. According to the results obtained by FTIR spectroscopy, TiO2 nanoparticles can enhance the stability of asphaltene nanoaggregates through formation of hydrogen binding at acidic condition. This is while other materials used in this experiment, as well as the TiO2 nanoparticles in basic conditions, are unable to form any hydrogen binding, hence their incapability to prevent asphaltene precipitation. Keywords: Asphaltene, Gas Injection, Solubility Parameter, Nanoparticle, Inhibition of Asphaltene Precipitation
