پیش بینی ترمودینامیکی تشکیل رسوب معدنی Anhydrite در محلول‌های الکترولیتی سامانه نفتی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

2 پردیس بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت صندوق پستی 14757-3311تهران، ایران

3 پردیس بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت صندوق پستی 14757-3311تهران، ایران،

4 شرکت بهره ‌برداری نفت و گاز گچساران، گچساران، ایران

چکیده

در پژوهش حاضر، پیش بینی تشکیل رسوب معدنی کلسیم سولفات بدون آب در سامانه نفتی و در حضور محلول آبی الکترولیتی مورد توجه بوده است. در این مطالعه به منظور پیش بینی مقدار رسوبات دو معادله ضریب فعالیت و ثابت تعادل ترمودینامیکی مطالعه شده است. برای بررسی و تعیین شاخص تشکیل رسوب معدنی کلسیم سولفات از مدل ضریب فعالیتUNIQUAC  Extended  استفاده شده است. کارائی این مدل در سامانه­ های الکترولیتی دلخواه بوده  و ضریب­ های آن براساس نتیجه­ های تجربی بهینه سازی شده است.  نتیجه های این پژوهش درباره مطالعه پیش بینی تشکیل رسوب معدنی انیدریت با نتیجه­ های تجربی، مدل Pitzer، مدل NRTL و نرم افزارOLI3.2   مقایسه شد. براساس نتیجه ­های این مطالعه، میزان خطای نسبی کل پیش بینی رسوب انیدریت با مدل Extended UNIQUAC، مدل Pitzerو مدل  NRTLو نرم افزار OLI  نسبت به نتیجه­های تجربی، به ترتیب 41/0 (41%)، 44/0 (72/44%)، 5326/0 ( 26/53%)  و 9904/0 ( 04/99%) است.هم چنین براساس نتیجه­ های مدل بهینه شده و نتیجه­ های تجربی، حلالیت رسوب کلسیم سولفات
در حضور منیزیم کلرید و کلسیم کلرید با افزایش دما  کاهش می یابد. با مقایسه نتیجه­ های محاسبه شده می ­توان دریافت که مدل پیشنهادی از صحت و دقت خوبی برخوردار است. در این مطالعه بازه تغییر فشار  بین­ 25 تا 250 بار و دما
بین 1 تا 300 درجه سلسیوس بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] هاشمی، سید حسین؛ میرزایی، بهروز؛ موسوی دهقانی، سید علی و دین محمد، محمود؛ "بررسی فرآیند تشکیل رسوبات معدنی در تأسیسات سطحی و زیر سطحی میادین نفتی" ، نخستین کنفرانس بین المللی نفت، گاز و پتروشیمی با رویکرد توسعه پایدار (ارتباط دانشگاه با صنعت)، تهران(1393).
[2] هاشمی، سید حسین؛ میرزایی، بهروز؛ موسوی دهقانی، سید علی؛"بررسی تشکیل رسوبات معدنی در طول روش سیلابزنی شیمیایی ASP "، دومین همایش بین المللی نفت ، گاز و پتروشیمی،تهران (1393).
[3] میرزایی، بهروز؛ موسوی دهقانی، سید علی؛ هاشمی، سید حسین؛ دین­محمد، محمود، مطالعه و مروری بر تشکیل و روش­های حذف رسوبات معدنی در فرایند بازیافت نفت، فصلنامه تخصصی فرایند نو. 52 : 100 تا 112 (1394).
[4] Ephraim O., Awajiogak U., Kumar S., Determining the Rates for Scale Formation in Oil Wells. Das. Int. Journal of Engineering Research and Application.6 (9) ( Part -1):62-66(2016).
[5] Ahmi F., Gadri A., Kinetics and Morphology of Formed Gypsum, Desalination, 166 (1): 427-434 (2004).
[6] El-Said M., Ramzi M., Abdel-Moghny T., Analysis of Oilfield Waters by Ion Chromatography to Determine the Composition of Scale Deposition, Desalination, 249: 748–756(2009).
[7] Puntervold T., Austad T., Injection of Seawater and Mixtures with Produced Water into North Sea Chalk Formation: Impact of Fluid–rock Interactions on Wettability and Scale Formation, Journal of Petroleum Science and Engineering, 63: 23–33(2008)
[8] Hashemi S. H., Thermodynamic Study of water activity of Single Strong Electrolytes, Journal of Applied and Computational Mechanics, 3(2): 150-157(2017).
[9] Bahadori A., Zeidani K., Predicting Scale Formation In Wastewater Disposal Wells of Crude-Oil Desalting Plants, Petroleum & Coal, 54(2):143-148 (2012).
[10] پورپروانه، علیرضا؛ زارع علی­آبادی، حسن؛ شجاع یامی، امین؛ مدل‌سازی ترمودینامیکی تشکیل رسوب‌های معدنی در فرایند تزریق آب به مخازن نفتی سیری و نصرت . پژوهش نفت . 26 (1-95): صفحه 15تا 21 (1395)
[11]Vetter J., Kandarpa V.,  Harouaka A., Prediction of Scale Problems Due to Injection of Incompatible Waters, Journal of Petroleum Technology, 273 – 284.(1982).
[12] Yuan M., Todd A., Prediction of Sulfate Scaling Tendency in Oilfield Operations, SPE Production Engineering, 63-72 (1991).
[13] صبور، سمانه؛ لطف اللهی، محمد نادر؛ متحدین ، پویا، تعیین مقدار رسوب در فرآیند تزریق آب به مخازن نفتی ایران، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)31: 115 تا 123 (1391).
[14] Haghtalab A., KamaliM J., Shahrabadi A., Prediction Mineral Scale Formation in Oil Reservoirs During Water Injection, Fluid Phase Equilibria, 373: 43–54(2014).
[15] Thomsen K., Rasmussen P., Modeling of Vapor-Liquid-Solid Equilibrium in Gas-Aqueous Electrolytesystems, Chemical Engineering Science, 54:1787-1802.(1999).
[16] Abrams D., Prausnitz J., Statistical Thermodynamics of Liquid Mixtures: A New Expression for the Excess Gibbs Energy of Partly or Completely Miscible Systems, AIChE J., 21(1): 116-128.(1975).
[17] Oddo J.,  Tomson M., Why Scale Forms and How to Predict It, SPE Production and Operations. 9: 47-54 (1994).
[18] Garcia A., Thomsen K., Stenby E., Prediction of Mineral Scale Formation in Geothermal and Oilfield Operations Using the Extended UNIQUAC Model Part I. Sulfate Scaling Minerals,Geothermics, 34: 61–97 (2005).
[19] Wagman D., Evans W., Parker V., Schumm R., Halow I., Bailey S., The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties: Selected Values for Inorganic and C1 and C2 Organic Substances in SI Units, Chem. Ref. Data , Suppl. 2 Volume 11.(1982).
[20] Moghadasi J., Jamialahmadi M., Muller– Steinhagen H..,Sharif.A ., Izadpanah M.R., Formation Damage in Iranian Oil Fields, SPE No. 73781. (2002).
[21] Charles C. Templeton, Jane C., Rodgers. Solubility of Anhydrite in Several Aqueous Salt Solutions between 250.Degree and 325 Degree,J. Chem. Eng. Data, 12(4): 536–547.(1967)

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار