توسعه مدل پيش‌بيني توزيع اوليه اندازه قطرات نفتي ناشي از رهاشدن نفت از زير سطح دريا

Developing a Predicting Model for Initial Oil Droplet Size Distribution due to a Subsea Oil Release

در مقاله حاضر به دليل اهميت و تاثير توزيع اوليه اندازه قطرات نفتي رهاشده در زير سطح دريا، بر زمان، مكان و چگونگي به سطح رسيدن قطرات نفتي، به توسعه مدلي براي پيش‌بيني اين توزيع پرداخته شده است. در اين تحقيق ابتدا به مباني نظري در زمينه شكست قطره پرداخته‌ شد و سپس مشخصات مدل به‌كار رفته در اين تحقيق ارايه گرديدند. همين­طور تعيين ضرايب مدل بر اساس داده‌هاي آزمايشگاهي انجام شد و روابط تصحيح اثرات كسر حفره گاز و شناوري ارايه شدند k=0/693 و 1/8 =α يا لوگ نرمال با S=0/78 ، توزيع اندازه قطره نفتي به دست آمد. زمان، مكان و چگونگي به سطح رسيدن قطرات نفتي بر اساس توزيع قطرات نفتي محاسبه ‌شده از تحقيق حاضر، توسط مدل‌هاي نشت نفتي و روابط موجود براي تعيين سرعت قطره نفتي بر اساس اندازه قطر، تعيين شدند. با توجه به تطابق مناسب نتايج تحقيق با نتايج آزمايشگاهي به‌ويژه آزمايش بزرگ ميداني DeepSpill، نتايج تحقيق حاضر قابل‌ تعميم به شرايط رهاسازي يا فوران نفت و گاز در زير سطح دريا در مقياس واقعي هستند.

Regarding the important role of droplet size distribution for determination of time, location and trajectory of oil droplets in subsea oil and gas releases, in this research a model for prediction of oil droplet size distribution was presented. This paper dealed with the theoretical basis for the model first and then the model specifications were presented. The model parameters were used based on available experimental data. Effects of gas void fraction and buoyancy were also discussed. Using this research model, oil specific diameter can be calculated and then based on Rosin-Rammler (k=0.693, α=1.8) or Lognormal (S=0.78) distributions, oil droplet size distribution was determined. Surfacing time, location and trajectory of oil droplets can be calculated based on oil spill models. This research results can be extended to full scale oil and gas release conditions given good agreement between this research results and experimental data (Deep Spill).