مدل سازی رفتار فازی مخلوط دوتایی نفت سنگین/ بیتومن و حلال

روش های رایج تولید در مخازن نفت سنگین به دلیل ویسکوزیته بالای نفت پاسخ گو نیست. بنابراین، روش های جدیدی مانند VAPEX و ES-SAGD برای تولید از این مخازن ابداع شده اند که باعث کاهش ویسکوزیته نفت می شوند. در این روش ها، تزریق حلال باعث رقیق شدن و ایجاد یک مخلوط پیچیده و نامتقارن می شود. مطالعه رفتار فازی نفت به علت تنوع اجزاء موجود در آن به تنهایی امری دشوار است و این مساله با افزودن حلال به سیستم پیچیده تر می شود. در نظر گرفتن نفت سنگین به عنوان یک شبه جزء و بررسی خصوصیات ترموفیزیکی مخلوط آن با حلال به عنوان یک مخلوط دوتایی یکی از راه های ساده سازی مساله است. در این مطالعه بیش از 1000 داده آزمایشگاهی از انواع نفت سنگین/ بیتومن و حلال های مختلف هیدروکربنی و غیرهیدروکربنی جمع آوری و مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به دمای آزمایش داده ها به دو دسته کمتر و بیشتر از دمای بحرانی حلال تقسیم شدند. مدل سازی رفتار فازی مخلوط به صورت یک مخلوط دوتایی با استفاده از معادله حالت پنگ- رابینسون پیشرفته انجام شد. میزان سازی معادله حالت به منظور تطبیق با داده های تجربی از طریق بهینه سازی ضریب برهم کنش دوتایی (kij) انجام شد. نتایج بررسی نشان داد که فرض مخلوط دوتایی می تواند به عنوان یک راهکار عملی برای تولید نمودارهای فشار- ترکیب درصد مورد استفاده قرار گیرد. مقادیر بهینه kij و دو رابطه تجربی برای تخمین آن با توجه به نسبت بی بعد Tco/Tcs (دمای بحرانی نفت به دمای بحرانی حلال) پیشنهاد شد. مدل ساخته شده با استفاده از kijهای پیشنهادی انحراف متوسط حدود 13% را نسبت به داده های تجربی نشان می دهد. ذکر این نکته ضروری است که در مخلوط نفت سنگین/ بیتومن و حلال ایجاد حالت سه فازی مایع- مایع- بخار نیز محتمل است اما با توجه به قانون فازهای گیبس با وجود دو جزء و سه فاز در سیستم درجه ی آزادی برابر یک بوده و تشخیص تغییر فشار حالت سه فازی برای مدل ممکن نیست.