با نرم افزار ایرانی؛
پیش بینی رسوب آسفالتین در چاه های نفتی کشور میسر شد
پژوهشگران کشور با بهره گیری از دانش کدنویسی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) نرم افزاری طراحی کردند که رسوب آسفالتین در چاه های نفت را به خوبی پیش بینی می کند.
به گزارش مداربسته به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمد مساح دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح « مدلسازی ته نشینی آسفالتین در چاه های نفتی با در نظر گرفتن تاثیر اندازه ذرات» اظهار داشت: یکی از اشکالات اساسی در صنعت نفت، رسوب آسفالتین است که در مراحل مختلف تولید، انتقال، پالایش و فرآوری نفت خام به وجود می آید.
وی با تاکید بر این که این رسوبات سالانه خسارات فراوانی را به صنعت نفت وارد می کند، اشاره کرد: تا حالا خیلی از جنبه های مهم این پدیده مشکل ساز، ناشناخته مانده و تا حالا هیچ مدلی نتوانسته است ته نشینی آسفالتین را بطور دقیق پیش بینی کند.
وی عنوان کرد: در این طرح برای نخستین بار، پروفایل رسوب آسفالتین را با دقت بسیار بالا، خصوصاً بدون استفاده از پارامترهای تنظیمی تجربی پیش بینی کردیم.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: دقت پیش بینی های این مدل درحد روش های ردیابی ذرات بوده اما هزینه محاسباتی آن بسیار پایین تر است. این تحقیقات، راه جدیدی را برای حل مشکل ته نشینی آسفالتین در چاهها و خطوط انتقال نفت باز می کند.
به گفته دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، بر این اساس، یک مدل رسوب اویلری بهبود یافته که مکانیسم های مختلف جابجایی و رسوب ذرات (مانند نفوذ مولکولی و انتشار آشفته، turbophoresis، thermophoresis و زبری سطح) را در بر می گیرد، برای پیش بینی رسوب ذرات جامد در چاه های نفت ارائه و تعمیم دادیم.
مساح اشاره کرد: در این تحقیق، بمنظور قابلیت پیش بینی رسوب در لوله های مایل و افقی، مدل ذکر شده اصلاح گردید تا اثر مکانیسم های موثر را نیز در نظر بگیرد. علاوه بر این، با بهره گیری از این مدل، روش جدیدی برای تعیین توزیع اندازه ذرات و تابع لختگی ذرات ارائه شد.
این محقق عنوان کرد: یافته های این مطالعه می تواند به درک بهتر پروسه تشکیل تا رسوب آسفالتین کمک نماید. این نظریه تطبیق پذیرترین روشی است که می تواند با شرایط مختلف جریان چندفازی سیال سازگار باشد.
وی با اعلان اینکه این روش بستگی به نوع ذرات جامد نداشته و می تواند بطور مشابه برای پیش بینی رفتار سایر مشکلات در رابطه با جریان ذرات جامد در تأسیسات نفت و گاز نیز مورد استفاده قرار گیرد، اظهار داشت: مدل سازی محلول جامد و رفتار فازی چند_جامد از دیگر قابلیت های روش توسعه داده شده است.
وی اشاره کرد: دقت بالای این روش و استفاده از حداقل پارامترهای تنظیمی، مسیرهای بسیاری را برای توسعه آتی در حوزه ارزیابی رسوب ذرات در کاربردهای واقعی میدانی ارائه می دهد.
مساح با اشاره به کاربردهای طرح اظهار داشت: این نرم افزار با شبیه سازی دقیق تشکیل و رسوب آسفالتین در چاه و خطوط لوله این امکان را می دهد که بتوان این پدیده را پیش از تشکیل پیش بینی کرده و راهکارهای لازم برای جلوگیری از تشکیل و رسوب آسفالتین را اتخاذ نمود.
به گفته مساح، همین طور با آگاهی از مکان های احتمالی رسوب، از گسترش این پدیده جلوگیری نموده و با طراحی مناسب تکمیل چاه و بهینه سازی شرایط جریانی چاه، خطوط لوله و مسیرهای جریان و تاسیسات تولیدی، خسارات وارده را به حداقل رساند.
وی عنوان کرد: ادامه این پروژه مستلزم همکاری صنعت در جهت انجام فاز نیمه صنعتی شدن و سپس تجاری سازی شبیه ساز ارائه شده است.
مساح اضافه کرد: تا حالا داده های میدانی بسیار کمی برای ته نشینی آسفالتین در چاه های نفت در مطالعات گزارش شده است. پس داده های واقعی میزان و پروفایل رسوب آسفالتین در چاه های نفت وجود نداشته و موارد موجود بسیار محدود و ناقص است. همین طور باتوجه به شرایط پیچیده ته نشینی آسفالتین، تا حالا شرایط واقعی چاه در لابراتوار های علمی دنیا مشابه سازی نشده و داده های موجود بسیار محدود و دارای فرضیات و ساده سازی های بسیار هستند.
وی با اشاره به خاصیت های این طرح اظهار داشت: «تعمیم دانش پیشرفته ته نشینی ذرات در جریان هوا برای پیش بینی ته نشینی آسفالتین در جریان نفت تحت هر دو رژیم آرام و آشفته»، «اصلاح مدل انتقال-نفوذ بمنظور مدل سازی ته نشینی در کلیه لوله های افقی، شیب دار و عمودی»، «اعتبارسنجی دقیق مدل ته نشینی با داده های آزمایشگاهی و میدانی و پروفایل ته نشینی آسفالتین»، « تشخیص خودکار مکانیزم های موثر در ته نشینی آسفالتین»، «ارائه روشی جدید برای تعیین توزیع اندازه ذرات آسفالتین و تابع تجمع ذرات» از خاصیت های این طرح به شمار می روند.
مساح اضافه کرد: در این طرح سعی شده است تا با نوآوری در مدل انتقال-نفوذ شرایط واقعی تر ته نشینی آسفالتین با درنظرگرفتن توزیع اندازه ذرات مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد.
وی اشاره کرد: بدین سبب مدل ارائه شده قادر به پیش بینی ته نشینی آسفالتین در کلیه لوله های افقی، شیب دار و عمودی تحت هر دو رژیم آرام و آشفته و با در نظر گرفتن انواع نیروهای وارده بر ذرات جامد می باشد.
فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: مدل سازی ته نشینی آسفالتین در چاه های نفت تا حالا به عنوان یک چالش عمده باقی مانده است. تا حالا درباره مدل سازی جامع و همزمان رسوب، تجمع و ته نشینی آسفالتین در ستون کامل چاه کارهای انگشت شماری انجام شده که ساده سازی های بسیار و عدم اعتبارسنجی دقیق، نتایج را تحت تاثیر قرار داده است.
وی افزود: بررسی مطالعات گذشته در مورد ته نشینی آسفالتین نشان دهنده عدم وجود یک مدل معتبر است که مکانیزم ها و عوامل اصلی مؤثر در جابه جایی و ته نشینی ذرات جامد را در نظر بگیرد. این مطالعه هم اکنون در حوزه پیش بینی دقیق پروفایل ته نشینی آسفالتین پیشگام و نخستین شمرده می شود.
مساح با اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: مدل انتقال-نفوذ اصلاح شده معرفی شده در این مطالعه یک مدل مبتنی بر نظریه با خاصیت های منحصر به فرد است که آنرا از مدلهای قبلی متمایز می کند.
به گفته وی، مهم تر از همه این که در مقابل طیف گسترده ای از داده های آزمایشگاهی و میدانی تایید شده است.
این محقق با تاکید بر این که پیش بینی ها نه فقط به اندازه روش های ردیابی ذرات دقیق هستند، بلکه هزینه های محاسباتی کمتری خواهد داشت، اظهار داشت: این نظریه مبتنی بر مفروضات فیزیکی قانع کننده تری است و تأثیر مکانیزم های مختلف رسوب را نیز در بر می گیرد.
وی اشاره کرد: ته نشینی پدیده ای گسترده است که در خیلی از محیط ها مشاهده می شود. بااینکه ممکنست شرایط ته نشینی متفاوت باشد اما عوامل تأثیرگذار بر رسوب ذرات مشابه هستند.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: مدل رسوب اصلاح شده و همین طور شبیه ساز ارائه شده در این تحقیق در صنایع نفت و گاز و خطوط لوله انتقال سیالات هیدروکربوری و غیر هیدروکربوری و همین طور در کلیه صنایعی که نیاز به مدل سازی رسوب ذرات دارند قابل کاربرد است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب