رفتار رئولوژیکی امولسیون‌های نفت خام یکی از میادین نفتی ایران

Abstract

در این پژوهش، امولسیون‌های مختلفی با استفاده از نمونه نفت خام نوروز به‌عنوان فاز نفتی، آب یون زدوده شده به‎عنوان فاز آبی و سورفکتانت از نوع اسپان 40 به‎عنوان عامل امولسیون کننده تهیه شد و سپس پارامترهای مهم و تأثیرگذار بر خواص رئولوژیکی این امولسیون‌ها و نیز نمونه نفت خام بررسی شد. همچنین جهت بررسی کیفیت امولسیون‌ها، پایداری آن‌ها در یک دوره زمانی سه ماهه مورد مطالعه قرار گرفت. تابعیت گرانروی نسبت به نرخ برش با استفاده از مدل توانی و نسبت به کسر حجمی فاز پراکنده با استفاده از مدل‌های کسر حجمی لیو، ریچاردسون، مونی و کریگر- داگرتی بررسی گردید و مشاهده شد که نتایج حاصل از مدل‌ها با داده‌های آزمایشگاهی سازگاری بالایی دارند. نتایج حاصل از بررسی‌های میکروسکوپی نشان داد که پدیده وارونگی فازها در گستره کسر حجمی 40 تا 50% از فاز پراکنده، اتفاق می‌افتد. همچنین با بررسی پارامترهای مختلف بر روی خواص رئولوژیکی مشخص شد که در کلیه نمونه‌ها اعم از نفت خام و امولسیون‌ها، متغیرهای رئولوژیکی شدیداً تحت تأثیر تغییرات دمایی قرار می‌گیرند، بدین‌صورت که با افزایش دما کاهش قابل ملاحظه‌ای در گرانروی، تنش برشی و مدول‌های دینامیکی نمونه‌ها مشاهده می‌شود. افزایش کسر حجمی آب تا قبل از نقطه وارونگی فازها باعث افزایش گرانروی و مدول‌های دینامیکی شد و پس از نقطه وارونگی با تغییر فاز پیوسته از نفت به آب، این مقادیر کاهش یافت. با بررسی تغییرات نرخ برشی بر روی نمونه‌ها مشاهده شد که نمونه نفت خام در بیشتر محدوده برش اعمالی، رفتار سیال نیوتنی را دارد در صورتی که با تشکیل امولسیون و افزایش کسر حجمی فاز پراکنده، رفتار کاهنده برشی افزایش می‌یابد. افزایش غلظت سورفکتانت در امولسیون‌ها نیز باعث افزایش گرانروی، تنش برشی و مدول‌های دینامیکی و کاهش پارامتر اتلاف شد و در نتیجه خاصیت الاستیک امولسیون‌ها افزایش یافت.