بررسي آزمايشگاهي اثر دما و فشار بر اندازه و توزيع ذرات آسفالتين به همراه مطالعه موردي روي يك نمونه نفت سنگين

The Experimental Study of Temperature and Pressure Effects on Asphaltene Particles Size and Distribution Change, a Case Study on a Heavy Oil Sample

رسوب ذرات آسفالتين روي سطوح انتقال، مانند محيط متخلخل مخزن، ديواره چاه و خطوط انتقال يكي از چالش هاي بهره برداري و توليد نفت از مخازن است. در مطالعات انتقال جرم آسفالتين از سيال به سطح، حركت جريان چند فازي نفت، گاز و جامد اندازه ذرات آسفالتين براي تخمين مكان، زمان و مقدار تشكيل رسوب ضروري است. چگونگي تغيير اندازه ذرات آسفالتين در شرايط مختلف ترموديناميكي از جمله سوالاتي است كه كمتر به آن پرداخته شده است. در اين مطالعه ابتدا با انجام آزمايش سارا مقدار ناپايداري آسفالتين در يك نمونه از نفت هاي سنگين كشور مشخص شد. با توجه به ناپايداري آسفالتين در اين نفت، از طريق آزمايش فيلتراسيون تحت دما و فشار، رفتار ترموديناميكي آسفالتين نسبت به دما در محدوده 283 تا K 365 و فشار 13 تا Mpa 34 مشخص شد. در ادامه با استفاده از سيستم ميكروسكوپ نوري تحت فشار اندازه ذرات آسفالتين و توزيع اين ذرات در 12 نقطه دمايي و فشاري اندازه گيري شد. نتايج مطالعات نشان داد كه هر دو ويژگي اندازه ذره و توزيع ذرات نسبت به دما و فشار حساسيت نشان مي دهند. از سوي ديگر نتايج ترموديناميكي و ذره نگاري تطابق مناسبي دارند. در نهايت نتايج آزمايشگاهي به دست آمده با استفاده از تابع LINEST نرم افزار اكسل در قالب يك رابطه تجربي مدل سازي گرديد. از آنجا كه فرآيند جذب و انتقال جرم ذرات آسفالتين به ديواره سنگ تابعي از اندازه ذرات آسفالتين است نتايج اين مطالعه مي تواند حلقه واسطه اي براي ارتباط رفتار ترموديناميكي آسفالتين و مدل سازي فرآيند تشكيل رسوب آسفالتين در ستون يك چاه نفت باشد.

One of the challenges of the exploitation and production of oil from reservoirs is the deposition of asphaltene particles on the transfer surfaces; such as, porous media, wells and piplines. Knowing about the particle size of asphaltene, in the studies of solid mass transfer of fluid to the surface, is essential to estimate the location, amount and time of the scale. One of the questions wich has been studied less is «How do the sizes of asphaltene particles change at different thermodynamic conditions?» In this study, asphaltene instability in one of the iranian heavy oil was determined by SARA test, initially. Thermodynamic behavior of asphaltene was found through filtration tests in high pressure and temperature conditions. Then, using an optical microscope, the sizes and distributions of the asphaltene particles were measured at 12 temperature and pressure points. The experimental results showed that both particle sizes and distribution of particles are sensitive to temperature and pressure. The thermodynamic and microscopic results are matched appropriately. Finally, the obtained experimental results were modeled in the form of an empirical correlation. The results of this study could be as an integrated chain between thermodynamic behavior of the asphaltene and the transfer phenomena of the asphaltene deposition in the oil well column and reservoir porous media.