مدل سازی توزیع اندازه ذرات آسفالتین در چاه با استفاده از روش DEM-CFD

در پژوهش حاضر، تجمع و شکست ذرات آسفالتین با استفاده از کوپل همزمان روش اجزای گسسته و دینامیک سیالات محاسباتی در جریان آرام شبیه سازی شده است. با توجه به ماهیت آسفالتین، یک مدل جدید تجمع جهت مدلسازی فرایند چسبیدن ذرات آسفالتین بر اساس ساختار واقعی کلوخه ها پیشنهاد شده است. برخورد ذرات، راندمان برخورد و شکست کلوخه های آسفالتین به صورت دقیق مطالعه شده اند. همچنین، رشد ذرات آسفالتین و تغییرات توزیع اندازه ذرات به همراه تغییرات ساختار کلوخه ها  بررسی شده است. در طول فرایند توده ای شدن ذرات آسفالتین، در بازه زمانی اولیه رشد اندازه ذرات کم است که دلیل آن تجمع ذرات اولیه و شکل گیری کلوخه های کوچک می باشد. در بازه زمانی میانی به علت برخورد کلوخه ها و تشکیل کلوخه های بزرگ، رشد اندازه ذرات شدت می گیرد و در بازه انتهایی شکست کلوخه ها رشد بیشتر آن ها را محدود می سازد و نهایتا به حالت پایا می رسد. توزیع لگاریتمی نرمال بهترین مطابقت را با نتایج توزیع اندازه ذرات نشان می دهد که بر اساس مطالعات قبلی با طبیعت آسفالتین نیز هماهنگی دارد. بر اساس نتایج شبیه سازی، کرنل برخورد و شکست به طور مستقیم محاسبه گردید که با نتایج کرنل برخورد و شکست در مراجع پیشین همخوانی دارد.

Keywords:

Asphaltene Particles , Agglomeration , Fragmentation , Discrete Element Method , Computational Fluid Dynamics , ذرات آسفالتین , تجمع , شکست , روش اجزای گسسته , دینامیک سیالات محاسباتی