رفتار رئولوژیکی امولسیون های نفت خام یکی از میادین نفتی ایران

در این پژوهش، امولسیون های مختلفی با استفاده از نمونه نفت خام نوروز به عنوان فاز نفتی، آب یون زدوده شده به‎عنوان فاز آبی و سورفکتانت از نوع اسپان ۴۰ به‎عنوان عامل امولسیون کننده تهیه شد و سپس پارامترهای مهم و تاثیرگذار بر خواص رئولوژیکی این امولسیون ها و نیز نمونه نفت خام بررسی شد. همچنین جهت بررسی کیفیت امولسیون ها، پایداری آن ها 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 مدل های کسر حجمی لیو، ریچاردسون، مونی و کریگر- داگرتی بررسی گردید و مشاهده شد که نتایج حاصل از مدل ها با داده های آزمایشگاهی سازگاری بالایی دارند. نتایج حاصل از بررسی های میکروسکوپی نشان داد که پدیده وارونگی فازها در گستره کسر حجمی ۴۰ تا ۵۰% از فاز پراکنده، اتفاق می افتد. همچنین با بررسی پارامترهای مختلف بر روی خواص رئولوژیکی مشخص شد که در کلیه نمونه ها اعم از نفت خام و امولسیون ها، متغیرهای رئولوژیکی شدیدا تحت تاثیر تغییرات دمایی قرار می گیرند، بدین صورت که با افزایش دما کاهش قابل ملاحظه ای در گرانروی، تنش برشی و مدول های دینامیکی نمونه ها مشاهده می شود. افزایش کسر حجمی آب تا قبل از نقطه وارونگی فازها باعث افزایش گرانروی و مدول های 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 نمونه ها 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 می یابد. افزایش غلظت سورفکتانت در امولسیون ها نیز باعث افزایش گرانروی، تنش برشی و مدول های دینامیکی و کاهش پارامتر اتلاف شد و در نتیجه خاصیت الاستیک امولسیون ها افزایش یافت.

Keywords:

نفت خام , امولسیون , خواص رئولوژیکی , کاهنده برشی , سورفکتانت