Document Type : Original Article

Authors

• Javad Amanabadi ¹
• Saeid Jamshidi ²

¹ M.Sc., Chemical and Petroleum Engineering Department, Sharif University of Technology,Tehran, Iran

² Associate Professor, Department of chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran

Abstract

Asphaltene precipitation has attracted more attention in low-salinity water flooding processes in the last decade. In this study, ePC-SAFT equation of state has been used to investigate the effect of water salinity on asphaltene precipitation. To this end, a solid model with a synthetic oil containing heptane and toluene with a ratio of 70 to 30 was used to predict asphaltene precipitation. Three adjustable parameters in the Particle Swarm Optimization method were used to minimize the absolute average deviations (AAD) between experimental and modeling values. The role of water chemistry on asphaltene precipitation was addressed by changing the composition of seawater (SW) by tuning ionic strength and manipulating divalent ions. Also, to get further insights into the role of divalent ions (Mg²⁺, Ca²⁺, SO₄^2-), three makeup water containing MgCl₂, CaCl₂ and Na₂SO₄ salts were used. Results showed that in low concentrations of salts (5000 ppm), the asphaltene molecules migrate to the oil/water interface, leading to a decrease in asphaltene precipitation. Beyond this concentration, asphaltene precipitation was increased due to the breaks of the bonding between ion-asphaltene. As to results, a lower precipitation level was observed for the case of dilution seawater (0.5 SW and 0.1SW) that could be discussed in terms of electrical double- layer expansion. The results of the comparison between modeling and experimental data show that the proposed model can predict asphaltene precipitation for MgCl₂, CaCl₂ and Na₂SO₄ brine with absolute relative deviations less than 7.68%, 5.44% and 8.39%. The finding from this study elucidates the importance of water salinity to design an applicable low-salinity water flooding.

Keywords

• Solid model
• Asphaltene precipitation
• ePC-SAFT EOS
• low-salinity water flooding

Main Subjects

• Reservoir Engineering

Article Title [Persian]

بررسی اثر شوری آب بر روی رسوب آسفالتین به کمک معادله‌ی حالت PC-SAFT

Authors [Persian]

• جواد امان آبادی ¹
• سعید جمشیدی ²

¹ کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

² دانشیار، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

Abstract [Persian]

رسوب آسفالتین در فرآیند­های تزریق آب کم­شور در دهه­ اخیر توجه بسیاری داشته است. در این مطالعه برای بررسی تاثیر شوری آب بر روی رسوب آسفالتین از معادلات ePC-SAFT استفاده شده است. در این راستا، برای پیشبینی رسوب آسفالتین از یک مدل جامد با نفت مدل شامل هپتان و تلوئن  با نسبت ۷۰ به ۳۰ استفاده شده است. با هدف کمینه سازی تابع هدف AAD بین داده‌­های آزمایشگاهی و داده‌­های بدست آمده از مدل در الگوریتم بهینه­‌سازی ازدیاد ذرات از سه پارامتر قابل تنظیم استفاده ­شد. نقش شیمی آب در رسوب آسفالتین با تغییر ترکیب آب دریا (SW) از طریق تنظیم قدرت یونی با با یون‌­­های دو ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت. برای درک بهتری از نقش یون­‌های دو ظرفیتی(Mg²⁺، Ca²⁺ و SO₄^2-)، سه آب نمک ساختگی شامل نمک­‌های MgCl₂، CaCl₂ و Na₂SO₄ مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می­‌دهد که در شوری­‌های پایین نمک‌­ها (۵۰۰۰ppm) مولکول­‌های آسفالتین به سمت سطح تماس آب/ نفت مهاجرت می­‌کنند که منجر به کاهش رسوب آسفالتین می‌­شود. بعد از این غلظت به سبب شکستن پیوند بین آسفالتین- یون رسوب آسفالتین کاهش پیدا می‌­کند. طبق نتایج، میزان رسوب آسفالتین پایین­‌تری برای آب دریای رقیق شده( ۲ و ۱۰ بار رقیق شده) مشاهده شد که می‌تواند از نظر انبساط لایه‌­ی الکتریکی دوگاه تشکیل شده مورد بحث قرار گیرد. نتایج مقایسه بین داده‌­های آزمایشگاهی و مدل نشان می‌­دهد که مدل پیشنهادی قادر به پیش‌­بینی رسوب آسفالتین برای آب نمک­‌های MgCl₂، CaCl₂ و Na₂SO₄ با خطای نسبی مطلق کمتر از ٪۷/۶۸،  ٪۵/۴۴ و ٪۸/۳۹ است. یافته‌­های حاصل از این مطالعه اهمیت طراحی یک فرآیند تزریق آب کم‌­شوری کاربردی را روشن می‌سازد.

Keywords [Persian]

• مدل جامد
• رسوب آسفالتین
• معادله حالت ePC-SAFT
• تزریق آب کم‌شور