مدل‌سازي رفتار فازي مخلوط دوتايي نفت سنگين/ بيتومن و حلال

روش‌هاي رايج توليد در مخازن نفت سنگين به‌دليل ويسكوزيته‌ بالاي نفت پاسخ‌گو نيست. بنابراين، روش‌هاي جديدي مانند VAPEX و ES-SAGD براي توليد از اين مخازن ابداع شده‌اند كه باعث كاهش ويسكوزيته‌ نفت مي‌شوند. در اين روش‌ها، تزريق حلال باعث رقيق شدن و ايجاد يك مخلوط پيچيده و نامتقارن مي‌شود. مطالعه‌ رفتار فازي نفت به‌علت تنوع اجزاء موجود در آن به‌تنهايي امري دشوار است و اين مسأله با افزودن حلال به سيستم پيچيده‌تر مي‌شود. در نظر گرفتن نفت سنگين به‌عنوان يك شبه جزء و بررسي خصوصيات ترموفيزيكي مخلوط آن با حلال به‌عنوان يك مخلوط دوتايي يكي از راه‌هاي ساده‌سازي مسأله است. در اين مطالعه بيش از 1000 داده‌ آزمايشگاهي از انواع نفت سنگين/ بيتومن و حلال‌هاي مختلف هيدروكربني و غيرهيدروكربني جمع‌آوري و مورد ارزيابي قرار گرفت. با توجه به دماي آزمايش داده‌ها به دو دسته‌ كمتر و بيشتر از دماي بحراني حلال تقسيم شدند. مدل‌سازي رفتار فازي مخلوط به‌صورت يك مخلوط دوتايي با استفاده از معادله‌ حالت پنگ رابينسون پيشرفته انجام شد. ميزان‌سازي معادله‌ حالت به منظور تطبيق با داده‌هاي تجربي از طريق بهينه‌سازي ضريب برهم‌كنش دوتايي (kij) انجام شد. نتايج بررسي نشان داد كه فرض مخلوط دوتايي مي‌تواند به‌عنوان يك راهكار عملي براي توليد نمودارهاي فشار تركيب درصد مورد استفاده قرار گيرد. مقادير بهينه‌ kij و دو رابطه‌ تجربي براي تخمين آن با توجه به نسبت بي‌بعد Tco/Tcs (دماي بحراني نفت به دماي بحراني حلال) پيشنهاد شد. مدل ساخته شده با استفاده از kijهاي پيشنهادي انحراف متوسط حدود 13% را نسبت به داده‌هاي تجربي نشان مي‌دهد. ذكر اين نكته ضروري است كه در مخلوط نفت سنگين/ بيتومن و حلال ايجاد حالت سه فازي مايع مايع بخار نيز محتمل است اما با توجه به قانون فازهاي گيبس با وجود دو جزء و سه فاز در سيستم درجه‌ي آزادي برابر يك بوده و تشخيص تغيير فشار حالت سه فازي براي مدل ممكن نيست.