ارائه روابط جهت پيش‌بيني كشش‌سطحي به‌صورت نيمه‌تحليلي و تمام‌تحليلي با بهره‌گيري از توابع ترموديناميك بين‌مولكولي

همواره در سطح مشترك فازهاي سيال، نيروهاي سطحي وجود دارند كه بر تعادل فازي سيال مورد نظر تأثيرگذار مي‌باشند. به‌دليل عدم وجود موازنه ميان اين نيروها (شامل نيروهاي جاذبه و دافعه مولكولي،) يك كششي وجود دارد. يك شاخص كمي از كشش مولكولي در سطح مشترك فاز بخار و مايع، كشش‌سطحي مي‌باشد كه به‌عنوان نيروي اعمال شده بر واحد طول سطح مشترك و يا انرژي در واحد سطح مشترك تعريف مي‌گردد. كشش‌سطحي تنها هنگامي وجود دارد كه دو فاز بخار و مايع در كنار هم در حال تعادل باشند. از مهم‌ترين كاربردهاي ارزيابي كشش‌سطحي در مطالعات مخزن، پيش‌بيني فشار موئينگي جهت در نظر گرفتن نيروهاي سطحي بر توزيع سيال درون يك مخزن و تخمين فشار امتزاجي كمينه در فرآيندهاي تزريق گاز مي‌باشد. اگرچه تراوايي نسبي به‌شدت وابسته به كشش‌سطحي مي‌باشد، ارزيابي ديناميكي رفتار جريان چند فازي در محيط متخلخل نيز به‌شدت تحت تأثير اين پارامتر خواهد بود. در اين مطالعه مدل‌سازي جهت پيش‌بيني كشش‌سطحي با بهره‌گيري از مدل‌هاي ترموديناميكي بين مولكولي شامل مدل دو پارامتري لنارد-جونز به‌صورت نيمه-تحليلي و مدل سه پارامتري چاه-مربعي به‌صورت تمام تحليلي در محدوده وسيعي از دما در مقياس توده توسعه يافته است. مقايسه نتايج براي سيالات هيدروكربوني (سبك تا سنگين) و سيالات غيرهيدروكربوني نشان مي‌دهد كه پيش‌بيني كشش‌سطحي از طريق مدل چاه-مربعي به‌دليل انعطاف‌پذيري بالا و سادگي رياضي نسبت به مدل لنارد-جونز، با داده‌هاي تجربي تطبيق قابل توجهي ارائه نموده است.