Asphaltene and Normal Paraffin Effect on Gas-Oil Interfacial Tension During CO2 Injection into Asphaltenic Oil Reservoir

Document Type : Original Article

Authors

1 Enhanced Oil Recovery (EOR) Research Centre, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran

2 Department of Petroleum Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran

20.1001.1.25885596.2017.2.1.3.2

Abstract

Asphaltene precipitation in oil reservoirs has been involved with numerous problems. Therefore, it is imperative to understand the precipitation mechanisms in detail. There are several ways to detect asphaltene precipitation, i.e. interfacial tension method. In this study, for more accurate evaluation of asphaltene precipitation by using IFT versus pressure plots, synthetic oil solutions made up of toluene and normal paraffins are used. Solutions with different compositions of toluene and normal paraffins with and without asphaltene (extracted from crude oil) are prepared. Then, the IFT of the solutions in the proximity of CO2 at different pressure conditions is measured. By plotting the IFT data versus pressure, the onset of asphaltene precipitation and the impact of different parameters on this phenomenon are investigated. Experimental results show that the presence of asphaltene in synthetic solutions changes the behavior of IFT data with pressure. For a solution containing asphaltene, the IFT of the solution in presence of CO2 decreases linearly with two different slopes. The results confirm that the presence of n-paraffin intensifies asphaltene precipitation. The experimental results also show that the higher the mass fraction of asphaltene is, the larger would be the intensity of the asphaltene precipitation for the attempted mass fractions.

Keywords

Main Subjects

Article Title [فارسی]

تاثیر نرمال پارافین ها و رسوبات آسفالتینی بر کشش بین سطحی نفت/گاز، حین تزریق گاز دی اکسید کربن به مخازن نفتی آسفالتینی

Authors [فارسی]

  • مسعود ریاضی 1
  • یوسف کاظم زاده 2
  • رفعت پارسایی 2

1 بخش مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 بخش مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

Abstract [فارسی]

رسوب آسفالتین در مخازن همواره مشکلات متعددی را به همراه داشته است. بنابراین شناخت دقیق مکانیزم رسوب لازمه مقابله با آن می باشد. روش های متعددی جهت شناسایی رسوب آسفالتین وجود دارد. یکی از این روش ها، روش ناپدید شدن کشش بین سطحی می باشد. در این روش با ترسیم نمودار کشش بین سطحی تعادلی بر حسب فشار، مکانیزم رسوب تشریح داده می شود.
در این مطالعه به منظور بررسی دقیق تر رسوب آسفالتین در مخازن نفتی با استفاده از نمودارهای کشش بین سطحی بر حسب فشار، از محلول های سینتیتیک متشکل از تولوئن و نرمال پارافین ها استفاده می شود. به این منظور، محلول های با ترکیب درصد متفاوت از تولوئن و نرمال پارافین هایی همچون نرمال دکان و نرمال هپتان یک بار در حضور آسفالتین استخراج شده از نفت خام و یک بار در عدم حضور آن ساخته می شود. سپس کشش بین سطحی تعادلی آن محلول ها با گاز دی اکسید کربن در فشارهای مختلف اندازه گیری می شود. با ترسیم نمودارهای کشش بین سطحی بر حسب فشار، نقطه شروع رسوب آسفالتین و پارامتر های مختلف موثر، مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به نتایج آزمایش ها، حضور آسفالتین در محلول های سینتیتک باعث تغییر در مقادیر و روند نمودار کشش بین سطحی بر حسب فشار می شود. بدین صورت که افزوده شدن آسفالتین به یک محلول از تولوئن و نرمال پارافین باعث می شود کشش بین سطحی محلول و گاز دی اکسید کربن بر حسب فشار در دو بازه ی مختلف با دو شیب مختلف افت می کند. نتایج تایید می کند که افزایش نرمال پارافین ها باعث تشدید رسوب آسفالتین می شود و همچنین با افزایش میزان رسوبات آسفالتنی موجود در محلول ها، شدت رسوب آن ها نیز افزایش می یابد.

Keywords [فارسی]

  • رسوب آسفالتین
  • استخراج آسفالتین
  • کشش بین سطحی
  • کمترین فشار امتزاجی
  • تزریق گاز
  • نرمال پارافین
[1]    S. I., Andersen, Fuel Sci. Tech. Int., 1995, 13, 579.
[2]    G.A., Mansoori, Jiang, T.S., Kawanaka, S., Arab. J. Sci. Eng., 1988, 13, 17 – 34.
[3]    D., Vasquez, G.A., Mansoori, J. Pet. Sci. Eng. 2000, 26 (1 – 4), 49 – 56.
[4]    P., Sherman, J. Pharm. Pharmacol, 1964, 16, 1 – 25.
[5]    E.Y., Sheu, O.C. (Eds.), Mullins, Plenum Press, 1995, New York.
[6]    L.T. , Vuong, MSc Thesis, Chemical Eng. Department, University of Illinois, 1985.
[7]    M.H., Waxman, C.T., Deeds, P.J., Closmann, Paper SPE 9510 presented at the 1980 SPE Annual Fall Technical Conference and Exhibition, Dallas, Sept. 1980, 21-24.
[8]    J., Swanson, J. Phys. Chem, 1942, 46, 141 – 150.
[9]     L., Minssieux, Houston, 18-21 February 1997, SPE-37250-MS.
[10]    G., Galoppini, M. Tambini, Soc. Pet. Eng. 1994, SPE 27622.
[11]    S. I., Andersen, J. G., Speight, J. Pet. Sci. Eng. 1999, 22 (1), 53−66.
[12]    A. H., Mohammadi, D., Richon, AIChE J. 2007, 53 (11), 2940−2947.
[13]    A., Hirschberg SPE June 1984.
[14]    K. C., Burke,  J. D. Jr.,  Burke,  D. A.,  Regier, 1990, 47, 511 -518.
[15]    P.F., Clarke, B.B., Pruden, Fuel, 1997, 76(7): 607.
[16]    J., Escobedo, G.A., Mansoori, SPE Prod. Facil, May 1995, 115 – 118.
[17]    M., Malayeri, R., Matourian, Setayesh, 2012.
[18]    D.N., Rao, Fluid Phase Equilibria, 1997, 139, 311-324.
[19]    D.N., Rao, J.I., Lee, Journal of Petroleum Science and Engineering, 2002, 35, 247-262
[20]    D.N., Rao, J.I., Lee, Journal of Colloid and Interface Science, 2003, 26, 474-482.
[21]    Y., Kazemzadeh, M.R., Malayeri, M., Riazi, R., Parsaei, Journal of Natural Gas Science & Engineering, 2015, 22, 227-234.
[22]    A., Zolghadr, M., Escrochi, Sh., Ayatollahi, Journal of Chemical Engineering Data, 2013, 58 (5), 1168-1175.
[23]    Y., Kazemzadeh, R., Parsaei, M., Riazi, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2015, 466, 138-146.
[24]    M., Nobakht, S., Moghadam, Y., Gu, Fluid Phase Equilibria, Vol. 2008, 265, 94-103. 
[25]    M., Nobakht, S., Moghadam, Y., Gu, Industrial and Engineering Chemistry Research, Vol. 2008, 47, 8918-8925. 
[26]    X., Wang, S., Zhang, Y., Gu, J. Chem. Eng. Data, 2010, 55 (10), 4390–4398.
[27]    National Institute of Standards and Technology, www.nist.gov, it was available on 6/4/2014.
[28]    D. E., Tambe, M. M., Sharma, Adv. Colloid Interface Sci. 1994, 52,1−63., 1847−1853.
[29]    R. D., Cadena-Nava, A., Cosultchi, J., Ruiz-Garcia, Energy Fuels, 2007, 21, 2129−2137. 
[30]    A., Hemmati-Sarapardeh, Sh., Ayatollahi, M., Ghazanfari, M., Masihi, Journal of Chemical Engineering Data, 2014, 59 (1), 61–69.
[31] Ph. T., Jaeger, R., Eggers, J. Supercritical Fluids, 2012, 66, 80−85.