Skip to main content
SUPERVISOR
محمدرضا احسانی (استاد راهنما) ترانه جعفری بهبهانی (استاد راهنما) محسن محمدی (استاد مشاور) علیرضا خزعلی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeid Ghasemi
سعید قاسمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
: Asphaltene precipitation and deposition have always been a major issue in the oil industry. Asphaltene deposition at all stages of production and oil processing can cause problems such as well clogging, formation damage and damage to process equipment. For this reason, achieving a model to predict the onset conditions and the amount of asphaltene precipitation has always been desirable in the oil industry. So far, various models have been proposed to predict asphaltene precipitation. One of the most popular and widely used methods is using equations of state. Despite their simplicity and high popularity, cubic equations of states have not been able to meet expectations in predicting asphaltene deposition. One of the recent advances in thermodynamic modeling of asphaltene precipitation is the use of statistical EoS including the PC-SAFT EoS. In previous studies, the PC-SAFT EoS has shown good accuracy in predicting the phase behavior of asphaltene precipitation. In previous researches, the used live oils were among the light oils with low asphaltene content. In this research, an attempt has been made to predict the onset conditions of asphaltene precipitation in Iranian heavy live oils with high asphaltene content using statistical EoS and then validate with experimental data. For this purpose, thermodynamic modeling of asphaltene precipitation in four live oils using PC-SAFT has been investigated. Three of these oils are heavy oils with high asphaltene content. First, the oils were characterized by two different methods. In the first method, the adjustable parameters of the thermodynamic model, which are the aromaticity of aromatics + resins and the aromaticity of asphaltene, were adjusted separately. But in the second method, both parameters of the model were tuned simultaneously. Then the amounts of precipitated asphaltene were modeled using both characterization methods and the results were compared to experimental data. Finally, asphaltene precipitation was simulated using PVTsim software and the results were compared to the results of the model. In two of used oils, the model was able to predict the trend and amount of experimental data and AADs were 14% and 26%. In the other two oils, the model was able to predict the trend of experimental data, but was not successful in predicting the amount of them and showed a large deviation. One of the most important reasons this high error could be an experimental error in measuring the amount of precipitated asphaltene. In order to overcome this problem, a new weight factor was added to the model and experimental error was considered in thermodynamic modeling. By adding this new factor, in one of the oils the error was reduced by about 70% and reached to 24%. In other oil, the error decreased by 90% to 31%. Also, the results of simulation using PVTsim software presented more error than the used model. Keywords: Thermodynamic modeling , Asphaltene precipitation, PC-SAFT EoS, Characterization, Aromaticity
رسوب و نشست آسفالتین همواره به عنوان یکی از مشکلات در صنعت نفت مطرح بوده است. رسوب آسفالتین در تمام مراحل تولید و فرآوری نفت می­تواند باعث ایجاد مشکلاتی از جمله گرفتگی چاه، آسیب به سازند و آسیب به تجهیزات فرآیندی شود. به همین دلیل دستیابی به یک مدل برای پیش­بینی شرایط شروع و مقدار رسوب آسفالتین همواره در صنعت نفت مطلوب بوده است. تاکنون مدل­های متنوعی برای پیش­بینی رسوب آسفالتین ارائه شده است. یکی از محبوب­ترین و پرکاربردترین آن­ها استفاده از معادلات حالت است. معادلات حالت مکعبی، علی­رغم سادگی و محبوبیت بالا، نتوانسته­اند انتظارات در پیش­بینی رسوب آسفالتین را برآورده کنند. یکی از پیشرفت­های اخیر در زمینه­ی مدلسازی ترمودینامیکی رسوب آسفالتین، استفاده از معادلات حالت آماری از جمله معادله حالت PC-SAFT است. معادله حالت PC-SAFT در پژوهش­های انجام شده­ی پیشین دقت خوبی در پیش­بینی رفتار فازی رسوب آسفالتین نشان داده است. در پژوهش­های قبلی انجام شده، نفت­های زنده­ی مورد بررسی جزو نفت­های سبک با محتوای آسفالتین کم بوده­اند. در این کار پژوهشی سعی شده است تا شرایط شروع رسوب آسفالتین در نفت زنده سنگین ایران با محتوای آسفالتین بالا با استفاده از معادلات حالت آماری پیشبینی و با داده­های آزمایشگاهی صحت­سنجی صورت گیرد. بدین منظور به مدلسازی ترمودینامیکی رسوب آسفالتین در چهار نمونه نفت زنده با استفاده از معادله حالت PC-SAFT پرداخته شده است. سه نمونه از این نفت­ها جزو نفت­های سنگین با محتوای آسفالتین بالا هستند. ابتدا مشخصه­سازی نفت­ها با دو روش متفاوت انجام شد. در روش اول پارامترهای تنظیم­شونده­ی مدل ترمودینامیکی که عبارتند از آروماتیسیته­ی ترکیبات آروماتیک + رزین­ها و آروماتیسیته­ی آسفالتین، به صورت مجزا و مرحله به مرحله تنظیم شدند. اما در روش دوم هر دو پارامتر مدل به صورت همزمان تنظیم شدند. سپس مقدار آسفالتین رسوب کرده در هر دو روش، مدل شده و نتایج آن با داده­های آزمایشگاهی مقایسه شد. در انتها نیز رسوب آسفالتین در نفت­های مورد بررسی به وسیله­ی نرم­افزار PVTsim شبیه­سازی شد و نتایج حاصل از آن، با نتایج به­دست آمده از مدل مقایسه گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می­دهد که در دو نمونه از نفت­های استفاده شده، مدل به خوبی توانست روند و مقدار داده­های آزمایشگاهی را با خطای % 14 و % 26 پیش­بینی کند. در دو نمونه نفت دیگر مدل توانست روند داده­های آزمایشگاهی را پیش­بینی کند، اما در پیش­بینی مقدار داده­ها موفق نبود و خطای بالایی را نشان داد که یکی از مهم­ترین دلایل آن می­تواند خطای آزمایشگاهی در اندازه­گیری مقدار رسوب آسفالتین باشد. به­منظور برطرف نمودن این مشکل می­توان با اضافه کردن یک فاکتور جدید و وارد کردن خطای آزمایشگاهی در مدل، مقدار خطای مدل در پیش­بینی داده­های آزمایشگاهی را کاهش داد. با اضافه کردن این فاکتور جدید، در یکی از نفت­ها مقدار خطا حدود % 70 کاهش پیدا کرد و به مقدار % 24 رسید. در نفت دیگر نیز مقدار خطا با کاهش 90 درصدی به % 31 رسید. نتایج به­دست آمده از نرم­افزار PVTsim نیز در تمام نفت­ها خطای بیشتری از مدل ارائه داد. کلمات کلیدی: مدلسازی ترمودینامیکی، رسوب آسفالتین، معادله حالت PC-SAFT، مشخصه­سازی، آروماتیسیته

ارتقاء امنیت وب با وف بومی