تحقیق درباره پيش‌بيني فعل و انفعالات سطحي سيستم هاي نفت خام- CO₂تحت شرايط مخزن

خلاصه

در اين مقاله، يك تكنيك آزمايشي به مطالعه فعل و انفعالات سيستم هاي نفت خام- CO₂ تحت شرايط مخزن توسعه داده مي‌شود. به وسيلة استفاده از آناليز تقارن محوري شكل قطره (ADSA) براي حالت قطره آويخته، اين تكنيك جديد اندازه گيري كشش سطحي (IFT) و پيش‌بيني فعل و انفعالات سطحي بين نفت خام و CO₂ در فشارهاي بالا و دماهاي افزايش يافته را ممكن مي سازد.

مهمترين جزء از اين آزمايش بر پا شده يك سلول فشار بالا با پنجره هايي كه
مي توان از ميان آنها مشاهده كرد، است. تعدادي از پديده هاي مهم فيزيكي در هنگام تماس نفت خام با CO₂ مشاهده شده اند. آنها شامل تورم نفت، استخراج اجزاء سبك، اختلاط آشفته اوليه، آسيب ديدگي لايه، حركت قطره نفت، تغيير تركنندگي، رسوب آسفالتين و bubbling در مرز بين نفت خام و CO₂ هستند. به ويژه، استخراج اجزاء سبك، اختلاط آشفته اوليه و تغيير تركنندگي، مشخصات مهم فرآيندهاي تزريق CO₂ هستند. همچنين يك ثابت تعادلي پايين IFT هنگامي كه فشار بالاتر از فشار آستانه است وجود دارد. با وجود فشارها و دماهاي عملياتي مقدارهاي خيلي پايين يا صفر= IFT بين نفت خام و CO₂ پيدا نمي شود. بنابراين، ثابت پايين IFT اندازه گيري شده و فعل و انفعالات سطحي مشاهده شده نشان مي‌دهد كه فقط امتزاج پذيري جزئي بين نفت خام و CO₂ براي بيشتر مخازن مي‌تواند به دست آورده شود. به علاوه، انتظار مي رود كه تغيير تركنندگي ممكن است اثراتي روي برداشت نهايي نفت و جداسازي CO₂ داشته باشد.

مقدمه:

تزريق CO₂ به عنوان يكي از نويد دهنده ترين تكنيكهاي افزايش دهنده برداشت نفت (EOR) در نظر گرفته مي‌شود زيرا نه تنها باعث افزايش درصد برداشت نفت مي‌شود بلكه همچنين به طور قابل توجهي پخش گازهاي گلخانه اي را كاهش مي‌دهد. در پنجاه سال اخير، مطالعه هاي آزمايشگاهي و كاربردهاي عملي از فرآيندهاي ازدياد برداشت CO₂ گسترده شده است. مشخص شده است كه اين فرآيندها مي توانند به طور نرمال بازيافت نفت را به اندازه %16-8 نفت در جا افزايش دهند. در فرآيندهاي تزريق CO₂ ، توزيع اشباع و رفتار جرياني نفت خام، گاز، آب شور به طور كلي به وسيلة مقدار فعل و انفعالات سطحي بين نفت خام، آب مخزن، CO₂ و سنگهاي مخزن كنترل مي شوند. اين فعل و انفعالات سطحي شامل كشش سطحي (IFT)، تركنندگي، موئينگي و پخش هستند. تركنندگي، فشار موئينگي و پخش مي‌تواند به طور تنگاتنگي به IFT تحت شرايط مشخص فشار، دما و تركيبها مربوط شود. بنابراين ضروري هست كه فعل و انفعالات سطحي سيستم هاي نفت خام- CO₂ به طور دقيق تري تحت شرايط مخزن توصيف شوند.

در كل، كاهش ويسكوزيته نفت، اثر تورم نفت و امتزاج بين نفت خام و CO₂ كه به طور زيادي به برداشت نهايي نفت در فرآيندهاي تزريق CO₂ كمك مي‌كند در اين فرآيند يافت مي شوند. كاهش ويسكوزيته نفت و اثر تورم نفت منجر به بهبود حركت مي شوند، در حاليكه امتزاج بين نفت خام و CO₂ درصد جاروب را بهبود مي‌دهد. در حال حاضر، كاهش ويسكوزيته نفت و اثر تورم نفت مي‌تواند به طور دقيق تحت شرايط مخزن سنجيده شود. معمولاً، CO₂ در اولين تماس با نفتهاي خام امتزاج پذير نيست اما ممكن است امتزاج ديناميكي از ميان تماس هاي مكرر به دست آيد. امتزاج بين نفت خام و CO₂ مي‌تواند به وسيلة آزمايش Slim tube و rising bubble apparatus ، همچنين به خوبي با استفاده از رابطه هاي تجربي تعيين شود. كمترين فشار امتزاج (MMP) براي نشان دادن اينكه امتزاج پذيري بين نفت خام و CO₂ در يك فشار داده شده وجود دارد يا نه استفاده مي‌شود. علاوه بر اين، IFT در حالتي كه به امتزاج كامل معروف است مي‌تواند صفر در نظر گرفته شود زيرا بين دو فاز مورد توجه تحت موقعيت امتزاج كامل هيچ مرزي وجود ندارد.

اخيراً، تكنيك آناليز تقارن محوري شكل قطره (ADSA) براي حالت قطره آويخته به وسيلة Neumann و همكارانش توسعه داده شده است و براي اندازه گيري IFT تعادلي سيستم هاي نفت خام و گاز هيدروكربني در دماها و فشارهاي بالا به كار گرفته شده است. تكنيك ADSA براي حالت قطره آويخته احتمالاً دقيق ترين و پيشرفته ترين روش براي اندازه گيري IFT در يك گسترة طولاني از دماها و فشارها است. ذاتاً، تكنيك ADSA، كشش سطحي (IFT) را از آناليز شكل قطره تعيين مي‌كند. در آزمايش، يك قطره نفت آويخته در نوك يك سوزن سرنگ تشكيل مي‌شود. سپس تصوير ديجيتالي قطره آويخته با استفاده از يك سيستم به دست آوري تصوير به دست آورده مي‌شود. به وسيلة بكارگيري كامپيوتر ديجيتالي براي آناليز عكس و تكنيكهاي پردازش كننده شكل دقيق تري از قطره نفتي آويخته مي‌تواند به دست آورده شود. در پايان، به وسيلة حل معادله لاپلاس موئينگي و پيدا كردن بهترين انطباق شكل سطحي محاسبه شده به صورت عددي با شكل قطره مشاهده شده به صورت فيزيكي، IFT قطره نفت مي‌تواند تعيين شود. در مقايسه با ديگر روشهاي موجود، تكنيك ADSA براي حالت قطره آويخته با دقت اندازه گيري IFT () ، كاملاً اتوماتيك و به طور كامل آزاد از ذهنيت متصدي است. در حال حاضر، اين تكنيك يك روش استاندارد براي اندازه گيري ديناميك IFT مي باشد. با اين وجود، تكنيك ADSA به اندازه گيري IFT بين نفت خام و CO₂ تحت شرايط عملي مخزن به كار گرفته نشده است.

تغييرات خواص سطحي زيادي، همانند IFT و تركنندگي و رسوب آسفالتين كه در فرآيندهاي تزريق CO₂ اتفاق مي افتد تأييد شده است. اخيراً، تكنيك ليزر براي پي بردن رسوب آسفالتين در يك سلول PVT فشار بالا استفاده شده است. همچنين پيدا مي‌شود كه نرخ رسوب آسفالتين، به آسفالتين و CO₂ موجود در نفت خام وابسته است. مطالعه ها نشان مي‌دهد كه افزايشي در تشكيل آسفالتين با غلظت CO₂ بعد از شروع رسوب آسفالتين وجود دارد. رسوب آسفالتين علاوه بر تغيير تركنندگي باعث كاهش تراوايي مي‌شود و بنابراين بر اجراي سيلاب زني تأثير مي گذارد. تاكنون، با اين وجود، مطالعه هاي بصري مستقيم كمي از فعل و انفعالات سطحي سيستم هاي بين نفت خام- CO₂ تحت شرايط مخزن وجود دارد.

در اين مقاله، يك تكنيك آزمايشي به مطالعه فعل و انفعالات سطحي سيستم هاي نفت خام- CO₂ در فشارها و دماهاي بالا ساخته مي‌شود. به وسيلة استفاده تكنيك ADSA براي حالت قطره آويخته، فعل و انفعالات سطحي بين نفت خام و CO₂ مي‌تواند تحت شرايط عملي مخزن متصور شود. IFT تعادلي بين نفت خام و CO₂ در دماها و فشارهاي بالا اندازه گيري مي‌شود. همچنين تعدادي از پديده هاي مهم فيزيكي در هنگام تماس نفت خام با CO₂ مشاهده شده است. IFT تعادلي اندازه گيري شده و فعل و انفعالات سطحي مشاهده شده نشان مي‌دهد كه براي بيشتر مخازن هيدروكربني بين نفت خام و CO₂ تنها امتزاج جزئي مي‌تواند حاصل شود. بنابراين اين مشاهده هاي بصري به بهبود بينش فعل و انفعالات سطحي تحت شرايط واقعي مخزن كمك مي‌كند و يك درك بهتر از مكانيسم هاي ازدياد برداشت CO₂ بدست مي آيد.

آزمايش:

مواد: چگالي نفت خام g/cm³ 911/0 و ويسكوزيته آن cp83/6 در فشار اتمسفريك و Cْ25 است. همچنين اختلاف چگالي نفت با غلظت CO₂ حل شده در فشارهاي بالا كوچك هستند. در اين كار، چگالي نفت ثابت در نظر گرفته مي‌شود. چگالي CO₂ از يك جدول خواص استاندارد در فشارها و دماهاي مختلف محاسبه مي‌شود. خلوص دي اكسيد كربن و نيتروژن به ترتيب %5/99 و %998/99 هستند. براي CO₂ فشار بحراني Mpa38/7 و دماي بحرانيش Cْ95/30 است.

برقراري آزمايش: در اين مطالعه از تكنيك ADSA براي قطره آويخته و براي اندازه گيري IFT ديناميك و تعادلي سيستم هاي نفت خام- CO₂ در فشارها و دماهاي مختلف استفاده مي‌شود. يك نمودار اجمالي از سيستم ADSA در شكل 1 نشان داده مي‌شود. مهمترين جز از اينSetup يك سلول فشار بالا با پنجره هاي قابل رويت است كه از شركت مهندسي آمريكايي خريداري مي‌شود. بيشترين فشار و دماي عملي اين سلول ها (psi10000) Mpa 69 و Cْ150 است. به وسيلة پيچاندن سلول فشار بالا با دو تسمه گرم كننده كه به يك كنترل كننده دما متصل هستند دما در طي آزمايش ثابت نگه داشته مي‌شود. در سيستم ADSA، سلول فشار بالا بين يك منبع نور و يك دوربين ميكروسكوپي MZ6 قرار داده مي‌شود. يك قطره نفت آويخته در نوك سوزن فولادي ضد زنگ با قطر mm02/1 تشكيل مي‌شود كه در بالاي سلول فشاري پنجره دار قرار داده مي‌شود. يك كامپيوتر روميزي DELL براي به دست آوري تصوير ديجيتالي قطره نفت و انجام محاسبه و آناليز بعدي تصوير استفاده مي‌شود.

شكل 2 يك نمودار از برقراري آزمايش استفاده شده براي تصور كردن فعل و انفعالات سطحي سيستم نفت خام- CO₂ تحت شرايط مخزن را نشان مي‌دهد. سيستم ADSA و سيستم هاي راه اندازي سيال و صفحه كنترل سه قسمت اصلي اين برقراري هستند. تمام آزمايش روي يك ميز بدون لرزش قرار داده مي‌شود. همچنين صفحه كنترل هم روي ميز بدون لرزش قرار داده مي‌شود كه هشت سوزن براي كنترل نرخ و جهت جريان استفاده مي شوند. در سيستم راه اندازي جريان، سه سيلندر براي تحت فشار قرار دادن سيستم با CO_­2 استفاده مي شوند، و به ترتيب يك قطره را ارائه مي‌كند و همة سيستم را با تلوئن و استون تميز مي‌كند.

روش آزمايش : قبل از آزمايش، كل سيستم براي نشت با آب بدون يون آزمايش مي شود، سپس با استون تميز شده،‌ با نيتروژن پاك شده و در پايان تخليه مي‌شود. سلول فشاري سپس با يك فشار ويژه به وسيلة استفاده از پمپ جابه جايي مثبت با CO₂ تحت فشار قرار گرفته مي‌شود. براي اينكه دما و فشار درون سلول فشاري به مقدارهاي پايدارشان برسند، معمولاً 30 تا 60 دقيقه طول مي كشد.

اجراي آزمايش براي اندازه گيري IFT و مشاهده هاي بصري به طور خلاصه در ادامه توصيف مي‌شود. از استوانه نفت كه فشار آن Mpa 5/0- 1/0 بالاتر از فاز CO_­2در سلول فشاري كنترل مي‌شود يك قطره نفت تشكيل مي‌شود. قطره نفت آويخته در نوك سوزن به وسيله استفاده از يك سيستم طراحي شده ويژه پخش با سرنگ فشار بالا تشكيل مي‌شود. بعد از اينكه قطره نفت در فاز CO_­2تشكيل مي شود، تصوير ديجيتالي آن خوب متمركز مي شود، به طور متوالي به دست آورده و به طور اتوماتيك در حافظه كامپيوتر ذخيره مي‌شود. اين تصويرهاي ذخيره شده مي‌تواند در يك زمان بعد، آناليز، اصلاح، و پردازش شود. براي هر تصوير ديجيتالي قطره نفت يك شبكه استاندارد تصوير براي قطرسنجي تصوير قطره و تصحيح انحراف بصري ممكن استفاده مي‌شود. سپس برنامه ADSA براي حالت قطره آويخته به تعيين IFT ديناميكي حالت قطره آويخته و همچنين شكل كلي قطره اجرا مي‌شود. داده هاي خروجي اين برنامه شامل شعاع انحناء در بالاترين مكان، حجم و مساحت جانبي قطره نفت است.

اندازه گيري و پيش‌بيني IFT براي حداقل شش قطره نفت آويخته براي اطمينان رضايت بخش در دما و فشار مشخص شده انجام مي شوند. بعد از هر آزمايش، سلول فشاري و كل سيستم با تلوئن و سپس استون تميز مي شوند. در پايان، كل سيستم با نيتروژن پاك مي‌شود و بعد تخليه مي شوند. نه فشار در گسترة
 Mpa 30-1/0 و دو دماي Cْ27 و Cْ58 در اين مطالعه براي پوشش دادن بيشتر حالتهاي عملي مورد توجه انتخاب مي‌شوند.

پديده مايع شدن CO_­2 در Cْ27= T و Cْ58= T هنگامي كه فشار بالاتر از فشار بحراني CO_­2است مشاهده مي‌شود. به ويژه ، CO_­2 جزئي در گسترة فشاري
MPa  879/8-38/7 در Cْ27= T مايع مي‌شود در حاليكه با مشاهده از پنجره سلول فشاري مايع شدن CO_­2 در گسترة فشاري Mpa 404/8-38/7 در Cْ58= T پوشش داده مي‌شود. در اين حالتها به علت اينكه نمي توان به طور واضح قطره هاي نفت آويخته را ديد اندازه گيري يا پيش گويي IFT انجام نمي شود.

نتايج و بحث

تورم نفت، استخراج اجزاء سبك و اقساط آشفته اوليه: مشاهده مي‌شود كه بلافاصله بعد از اينكه قطره آويخته از نفت خام در حضور CO_­2درون سلول فشاري تشكيل مي‌شود شكل قطره نفت پيوسته تغيير مي‌كند. شكل 3 نشان مي‌دهد كه نفت در (s707/327  t) شروع به تورم مي‌كند و متعاقباً اجزا سبك از قطره نفت در Mpa112/0=P و Cْ27=T استخراج مي شوند. معلوم مي‌شود كه اگر فشار عمل كننده پايين تر از فشار بحراني CO_­2 (Mpa 38/7) باشد، قطره نفت در ابتدا به علت حل شدن CO_­2 درون فاز نفتي تورم مي‌كند و سپس به علت استخراج اجزا سبك از فاز نفت كوچك مي‌شود. در آزمايش، فرايند تورم نفت به وسيلة افزايش آرام حجم قطره نفت و قطر مركزي آن نشان داده مي‌شود. از طرف ديگر استخراج اجزا سبك به طور خوبي توسط كاهش تدريجي IFT مشخص مي‌شود كه سرانجام به يك مقدار ثابت تعادلي IFT مي رسد. اين استخراج مي‌تواند همچنين به وسيلة كاهش تدريجي حجم قطره نفت و قطر مركزي آن نشان داده شود.

هنگامي كه فشار بالاتر از فشار بحراني CO_­2است، اختلاط آشفته اوليه، همچنان در شكل 4 مشاهده مي شود، پديده مهم فيزيكي ديگري كه مشاهده مي شود، در آن اجزا سبك به سرعت از قطره نفت استخراج مي شوند. در شكل (a)4 شروع اختلاط آشفته اوليه و شدت سريع شدن استخراج اجزا سبك در Mpa 879/8= P و Cْ27= T مشاهده مي‌شود. در اين حالت، اختلاط آشفته اوليه در حدود 10 ثانيه باقي مي ماند و سپس يك قطره نفت آويخته شكل گرفته تشكيل مي‌شود. تاكيد آن ارزشمند است، كه در طي فرآيند مخلوط شدن، نفت خام به طور پيوسته همچنان كه تماس هاي مكرر بين نفت خام و CO_­2 اتفاق مي افتد از سيستم پخش سرنگي ارائه مي‌شود. در يك دماي بالاتر Cْ58= T ، حتي اختلاط آشفته اوليه قويتري در Mpa 362/13 = P اتفاق مي افتد همچنان كه در شكل (b)4 مشاهده مي‌شود. اين اتفاق در يك فشار بالاتر به علت حل شدگي كمتر در دماهاي بالاتر است. هر دو پديده استخراج اجزا سبك و اختلاط آشفته اوليه مشاهده شده در اين مطالعه در نوشته ها ثبت نشده اند.

اختلاط آشفته اوليه اشاره شده در بالا توسط يك استخراج آرام اجزا سبك دنبال مي‌شود، همچنان كه به طور واضح در شكل 5 در Mpa 31/28= P و Cْ58= T مشاهده مي‌شود. در اين حالت، اختلاط آشفته اوليه در حدود 17 ثانيه پيوسته است همچنان كه در شكل (a)5 مشاهده مي‌شود و بعد شكل (b)5 نشان مي‌دهد كه قطره نفت در فاز CO_­2 به آرامي كوچك مي‌شود. در پايان اجزا سبك به طور كامل استخراج مي شوند و ثابت تعادلي پايين IFT از قطره نفت آويخته شكل گرفته به دست آورده مي‌شود. اين قطره آويخته شكل گرفته به طور اساسي از اجزا سنگين تشكيل مي‌شود. مي بايد ذكر شود كه اين اجزا سنگين باقي مانده خواص فيزيكي نسبتاً متفاوتي را از آن نفت خام اصلي دارند. اين حقيقت نشان مي‌دهد كه نفت بهسازي شده در جا اتفاق مي افتد و خواص نفت مخزن به طور چشمگيري در طي فرايندهاي ازدياد برداشت CO_­2 تغيير مي‌كند. اجزا سنگين باقيمانده مشاهده شده و ثابت تعادلي پايين IFT اندازه گيري شده نشان مي‌دهد كه تنها امتزاج جزئي بين نفت خام و CO_­2 در فشارها و دماهاي آزمايش شده در اين مطالعه مي‌تواند به دست آيد.

لايه پوسته اي : همچنان كه در شكل 6 مي‌تواند مشاهده شود، خيلي جالب است كه بعد از اختلاط آشفته اوليه يك لايه از پوسته مايع در اطراف قطره نفت بدست مي آيد. در اين مقاله، اين پوسته مايع لايه پوسته اي ناميده مي‌شود كه به طور اساسي شامل CO_­2 ، اجزا سبك و نفت است. آن به عنوان يك فاز اضافي سازند، فاز مايع غني شده از CO_­2 در نظر گرفته مي‌شود. اين لايه پوسته اي تا حدود 50 ثانيه در Mpa 879/8= P و Cْ27= T همچنان كه در شكل (a)6 نشان داده مي‌شود و در حدود 26 ثانيه در Mpa 362/13= P وCْ58= T همچنان كه در شكل (a)6 ديده مي‌شود باقي مي ماند. در فشار بالاتر به علت اينكه قابليت حل شدگي CO₂ در نفت خام بالاتر است و فعل و انفعالات بين نفت خام و CO₂ تحت فشار بالاتر قويتر مي‌شود به اين دو علت اين پوسته مايع زودتر آشكار مي‌شود. بعضي مطالعات ديداري نشان مي دهند كه فاز مايع غني از CO₂ مي‌تواند به راحتي از ميان تنگناهاي منافذ عبور كند و همچنين باعث بهبود بازيافت نهايي نفت در فرآيندهاي تزريق CO₂ مي‌شود.

حركت قطره نفت و تغيير تركنندگي:در آزمايش، مشاهده مي‌شود كه قطره هاي نفت آويخته تا زمانيكه اجزا سنگين به جا گذاشته مي شوند در طول سوزن به سمت بالا و پايين متحرك مي ماند. به ويژه تصويرهاي ديجيتالي متوالي قطره نفت آويخته با حركت به سمت پايين يا بالا و تغيير تركنندگي در شكل 7 مشاهده مي شوند. اكثر قطره هاي نفت مي‌توانند در نوك سوزن براي 8 ساعت باقي بمانند اما بعضي تنها براي مدت كوتاه مي توانند باقي بمانند. براي مثال، در Cْ58= T ، قطره هاي نفت آويخته در حدود 7 ساعت در Mpa38/24= P باقي مي مانند در حاليكه بعضي مي توانند در نوك سوزن در حدود 63 ثانيه، 67 ثانيه و 82 ثانيه در Mpa 154/0= P و Mpa305/1 و Mpa207/4 به ترتيب باقي مانند.

از شكل 7 نتيجه مي‌شود كه حركت قطرة نفت، نيروهاي غيرتعادلي بين نيروهاي سطح، ثقل و تغيير تركنندگي است. در مقاله ها، يك بررسي ديداري از جريان چند فازي درون محيط متخلخل نشان مي‌دهد كه تركنندگي تدريجاً در فرآيندهاي تزريق CO₂ از Water Wet به oil wet تغيير مي‌كند. معلوم مي‌شود كه تغيير تركنندگي يك اثر خيلي قوي روي اجراي تزريق CO₂ دارد. اگرچه تركنندگي يك پارامتر مهم در كنترل كنندگي توزيع اشباع و رفتار جريان سيالها در يك مخزن تشخيص داده مي‌شود ولي هنگاميكه براي يك رابطه بين اشباع نفت پسماند با خواص سطحي كوشش مي‌شود اكثر مخازن به طور كلي همچنان به طور قوي water wet در نظر گرفته مي شوند. بنابراين، يك تكنيك دقيق به تعيين تركنندگي سيستم هاي نفت خام- CO₂– آب شور- سنگ مخزن تحت شرايط مخزن جستجو شده است.

رسوب آسفالتين و bubbling: از شكل 8 مشاهده مي‌شود كه رسوب آسفالتين روي سطح قطره نفت آويخته اتفاق مي افتد. رسوب هاي آسفالتين اطراف قطره نفت آويخته سرانجام به علت چگالي بيشترشان به سمت پايين قطره حركت مي‌كنند. به طور فيزيكي، مقدار رسوب آسفالتين مي بايد متناسب با محتواي آسفالتين اوليه در نفت خام باشد. رسوب آسفالتين به طور اجتناب ناپذيري باعث انسداد بعضي مسيرهاي سيلاب زني خواهد شد و بنابراين تراوايي مخزن را كاهش مي‌دهد. علاوه بر اين رسوب آسفالتين تركنندگي مخزن را تغيير مي‌دهد. بايد ذكر شود كه در مخازن نفت سبك يا متوسط، رسوب آسفالتين يك اثر نامطلوب دارد. در حالي كه در مخازن نفت سنگين، نفت در جا بهبود مي يابد. ارزشمند است اشاره شود كه پديده رسوب آسفالتين به طور واضح هنگامي كه فشار بالاتر از Mpa 248/12 = P در Cْ27= T و Mpa 131/16= P در Cْ58=T نمي تواند مشاهده شود. اين به خاطر اين است كه اختلاط آشفته اوليه قويتر مي‌شود و اجزا سنگين باقيمانده شامل آسفالتين بيشتر هستند. در اين حالتها اجزا سنگين باقيمانده در قطره نفت آويخته شكل گرفته مي توانند در فاز CO₂ استخراج شوند.

از طرف ديگر هنگامي كه دما تا Cْ58= T بالا برده مي‌شود پديده bubbling مشاهده مي‌شود همچنان كه در شكل (b)8 مشاهده مي‌شود. فرآيند bubbling از آغاز شروع مي‌شود و بالاي 45 ثانيه باقي مي ماند. هنگامي كه فشار بالاتر از فشار بحراني CO₂ است، پديده bubbling گويا نمي تواند به علت اختلاط آشفته اوليه مشاهده شود. همچنين اين پديده تحت همة فشارهاي آزمايش شده در Cْ27= T احتمالاً به علت گازهاي هيدروكربني حل شده كه نمي توانند در اين دما آزاد شوند مشاهده نشده است. همچنين، ارزشمند است اشاره شود كه پديده bubbling ممكن است بيشتر چشمگير شود اگر يك نمونه نفت زنده آزمايش مي‌شود.

IFT تعادل :در اين مطالعه، به طور غيرمنتظره، IFT صفر يا خيلي كم در پايان هر اندازه‌گيري ديناميك IFT به دست آورده نمي شود. در عوض، در اينجا هميشه يك ثابت IFT وجود دارد كه به IFT تعادل رجوع داده مي‌شود. IFT تعادلي بين نفت خام و CO₂ در برابر فشار در دو دماي مختلف در شكل 9 رسم مي شوند. در فشارهاي بالا، يك ثابت كم IFT در حدود dyne/cm2-1 به دست آورده مي‌شود. اين معني مي‌دهد كه CO₂ تزريقي مي‌تواند تنها با نفت خام آزمايش شده به امتزاج جزئي برسد. هنگامي كه IFT تعادلي بين نفت خام و CO₂ معادل صفر است امتزاج كامل در نظر گرفته مي‌شود. در اين مطالعه فاز CO₂ شامل قطره نفت تشكيل شده و اجزا سبك كه از فاز نفت استخراج مي شوند است. اين فرايند تا زماني كه، قطره نفت آويخته شكل گرفته از اجزا سنگين تشكيل مي‌شود ادامه مي يابد. باقيمانده اجزا سنگين و CO₂ از ميان تماسهاي مكرر به حالت تعادلي مي رسند و بنابراين IFT تعادلي به دست آورده مي‌شود. براساس مشاهده هاي آزمايشي به وسيله استفاده از ابزار حباب رشد كننده بعضي از مطالعه هاي قبلي نشان دادند كه امتزاج كامل بين نفت خام و CO₂ اگر فشار آزمايش بالاتر از MMP باشد بدست آورده مي‌شود.

همچنان از شكل 9 مشاهده مي‌شود كه IFT تعادلي با افزايش فشار كاهش مي يابد در حالي كه با افزايش دما افزايش مي يابد. اين الگوها براي سيستم هاي نفت مصنوعي- CO₂ هم به خوبي پيدا مي شوند اين به اين علت است كه حل شدگي CO₂ در يك فشار بالاتر بيشتر است و در يك دماي بالاتر كمتر است. در كل، اثر فشار بر IFT در مقايسه با اثر دما غالب مي‌شود.

هنگامي كه فشار به فشار اتمسفر يك نزديك مي شود، IFT تعادلي در Cْ27= T و Cْ58 تقريباً يكسان هستند. همچنين از شكل 9 نمايان مي‌شود كه IFT تعادلي به طور چشمگيري در فشارهاي بالاتر از Mpa362/13= P در Cْ58= T كاهش نمي يابد. بنابراين، اگر دماي مخزن معادل Cْ58= T و فشار مخزن در بالاتر از Mpa362/13= P نگه داشته شود بهتر است اما هنوز امتزاج جزئي بين نفت خام و CO₂ مي‌تواند به دست آورده شود.

نتيجه گيري ها:

در اين مقاله، يك تكنيك جديد آزمايشي به اندازه گيري ديناميكي IFT و پيش‌بيني فعل و انفعالات سطحي بين نفت خام و CO₂ در فشارها و دماهاي بالا توسعه داده شده است. اندازه گيريهاي IFT به وسيلة استفاده تكنيك ADSA براي حالت قطره آويخته انجام مي شوند. به طور غيرمنتظره، IFT صفر يا خيلي كم در پايان هر اندازه گيري ديناميكي IFT به دست آورده نمي شود. در عوض، يك IFT تعادلي كم در حدود dyne/cm2-1 در فشار عملياتي كه بالاتر از فشار آستانه است اندازه گيري مي‌شود. بنابراين، IFT تعادلي همچنان كه فشار افزايش مي يابد كاهش مي يابد در حالي كه آن با افزايش دما افزايش مي يابد. اين به افزايش حل شدگي CO₂ در فشارهاي بالاتر و به كاهش حل شدگي CO₂ در دماهاي بالاتر نسبت داده مي‌شود. پديده هاي فيزيكي مشاهده شده شامل تورم نفت، استخراج اجزا سبك، اختلاط آشفته اوليه، Skinlayer ، حركت قطره نفت، تغيير تركنندگي، رسوب آسفالتين و bubbling در سطح نفت خام- CO₂ هستند. ثابت پايين IFT ، استخراج اجزا سبك، اختلاط آشفته اوليه و تغيير تركنندگي مشخصات اصلي فرآيندهاي تزريق CO₂ شناسايي مي شوند. بنابراين، ثابت پايين IFT اندازه گيري شده و مشاهده فعل و انفعالات سطحي نشان مي‌دهد كه فقط امتزاج جزئي بين نفت خام و CO₂براي بيشتر مخازن هيدروكربني مي‌تواند بدست آورده شود.