بررسی اثر تابش خورشیدی بر روی تشکیل رسوب درون مخازن ذخیره سازی نفت خام

در این پایان نامه سعی شده است که اثرات میزان تابش خورشیدی بر میزان رسوب جمع شده در کف مخازن ذخیره سازی نفت خام، بررسی شود که از این کار علمی می توان در انتخاب رنگ جداره خارجی این مخازن، استفاده نمود. بخش اول کار بررسی و تعیین اثر تابش خورشیدی بر دمای نفت خام موجود در مخزن ذخیره سازی نفت خام می باشد، که از نتایج یک پایان نامه موازی با کار حاضر استفاده شده است. لازم به ذکر است که تابش خورشیدی تنها عامل تغییر دما در مخازن نمی باشد بلکه تنها یکی از عوامل است که بر میزان دمای نفت خام موجود در مخازن، تاثیر می گذارد. در بخش اصلی پایان نامه به بررسی اثر تغییرات دما بر میزان تشکیل رسوب، پرداخته شده است. رسوبات ته نشین شده در کف مخازن نفت شامل آسفالتین، واکس و مواد غیر آلی و ... می باشد که ما رسوبات را تنها ناشی از ذرات آسفالتین و واکس در نظر می گیریم. نتایج تجربی نشان می دهد که برای یک مخزن با حجم 1 میلیون بشکه، سالانه حدود 5/2 میلیون دلار به صورت تشکیل رسوب، از چرخه صادرات خارج می گردد، که خود اهمیت کار حاضر را بیان می کند.مدلی که برای فرایند ته نشینی ذرات معلق که مشابه قانون استوکس است، پیشنهاد می شود، معادلات مفید را در اختیار ما قرار می دهد. در این مدل فرض شده است که هیچگونه جریانی در مخزن وجود ندارد، ذرات نیز تحت تاثیر نیروی وزن خود شروع به ته نشینی می کنند و تحت تاثیر گرادیان غلظت، به سمت بالا پخش می شوند. این مدل با استفاده از قوانین استوکس، پخش فیک و استوکس-انیشتین، می تواند اندازه قطر بحرانی ذرات آسفالتین و واکس را محاسبه کند. بدین معنی که اگر قطر ذره از قطر بحرانی بیشتر باشد، ذره شروع به ته نشینی می کند و برعکس. با استفاده از یک توزیع ذرات برای آسفالتین و واکس (به صورت یک تابع چگالی گاما)، می توان درصد ذرات جامد که در حال ته نشینی هستند را به دست آورد. منابع موجود بیانگر این موضوع می باشند که میزان ذرات جامد آسفالتین با دما تغییر زیادی نمی کنند ولی میزان ذرات جامد واکس شدیداً با دما ارتباط دارند. این ارتباط نیز با استفاده از ارائه یک مدل ترمودینامیکی برای ذرات جامد واکس، تعیین گردیده است. این مدل بر اساس برابر قرار دادن فوگاسیته های فاز جامد و مایع، بنا شده است. به منظور تعیین صحت نتایج مدل، ارتفاع رسوب در 10 بازه زمانی در طول تقریباً 2 سال، برای مخزن ذخیره نفت شماره 28 جزیره خارک، اندازه گیری شد و با نتایج حاصل از این مدل مقایسه گردیده است. از نتایج مهمی که حاصل گردید می توان موارد زیر را ذکر کرد که: مقدار رسوب در دمای بالاتر از دمای ظهور واکس، تنها شامل ذرات آسفالتین می باشد. در دماهای پایین تر از دمای ظهور واکس، با کاهش بیشتر دما، سهم رسوب ناشی از واکس افزایش می یابد. سهم ذرات آسفالتین از رسوب تقریباً ثابت بوده و با تغییرات دما، تغییر چندانی نمی کند. در پایان نیز اثر رنگ مخزن بر میزان تشکیل رسوب، بررسی گردیده است.