بررسي آزمايشگاهي اثر دما و فشار بر اندازه و توزيع ذرات آسفالتين به‌همراه 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 آسفالتین روی سطوح انتقال، مانند محیط متخلخل مخزن، دیواره چاه و خطوط انتقال یكی از چالش‌های بهره‌برداری و تولید نفت از مخازن است. در مطالعات انتقال جرم آسفالتین از سیال به سطح، حركت جریان چند فازی نفت، گاز و جامد اندازه ذرات آسفالتین برای تخمین مكان، زمان و مقدار تشكیل رسوب ضروری است. چگونگی تغییر اندازه ذرات آسفالتین در شرایط مختلف ترمودینامیكی از جمله سوالاتی است كه كمتر به آن پرداخته شده است. در این مطالعه ابتدا با انجام آزمایش‌ سارا  مقدار ناپایداری آسفالتین در یك نمونه از نفت‌های سنگین كشور مشخص شد. با توجه به ناپایداری آسفالتین در این نفت، از طریق آزمایش فیلتراسیون تحت دما و فشار، رفتار ترمودینامیكی آسفالتین نسبت به دما در محدوده 283 تا K 365 و فشار 13 تا Mpa 34 مشخص شد. در ادامه با استفاده از سیستم میكروسكوپ نوری تحت فشار اندازه ذرات آسفالتین و توزیع این ذرات در 12 نقطه دمایی و فشاری اندازه‌گیری شد. نتایج مطالعات نشان داد كه هر دو ویژگی اندازه ذره و توزیع ذرات نسبت به دما و فشار حساسیت نشان می‌دهند. از سوی دیگر نتایج ترمودینامیكی و ذره‌نگاری تطابق مناسبی دارند. در نهایت نتایج آزمایشگاهی به دست آمده با استفاده از تابع LINEST نرم‌افزار اكسل در قالب یك رابطه تجربی مدل‌سازی گردید. از آنجا كه فرآیند جذب و انتقال جرم ذرات آسفالتین به دیواره سنگ تابعی از اندازه ذرات آسفالتین است نتایج این مطالعه می‌تواند حلقه واسطه‌ای برای ارتباط رفتار ترمودینامیكی آسفالتین و مدل‌سازی فرآیند تشكیل رسوب آسفالتین در ستون یك 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.