الانفصال المتوازن

 خصائص النفط

الانفصال المتوازن

نفط منخفض الانكماش:

يعتبر حجم معين من النفط الموجود عند نقطة الفقاعة عند درجة حرارة المكمن مشبعًا بالغاز عند درجة الحرارة وظروف الضغط المحددة. وبالتالي، فإن مصطلح "ضغط التشبع" مرادف لضغط نقطة الفقاعة عند درجة حرارة معينة. سيؤدي انخفاض الضغط إلى تحول العينة الأصلية إلى مرحلتين كما هو موضح في الشكل التالي. ويظهر التغير الفيزيائي على شكل تحرر الغاز من السائل.

من المعتقدات الخاطئة الشائعة أن كمية معينة من الغاز تذوب في الزيت وأن انخفاض الضغط يؤدي إلى خروج الغاز من المحلول. في الواقع، يتكون الغاز الأول المتحرر أساسًا من المكونات الأخف وزنًا (الميثان والإيثان والبروبان) لأن هذه المكونات تمتلك أعلى طاقة جزيئية وأقل جذب جزيئي للجزيئات الأخرى.

تبخير متوازن للنفط منخفض الانكماش.

عادةً ما يتبع تبخير المكونات الأخف كميات من المكونات الأثقل حتى يتم الوصول إلى ضغط منخفض حيث يبقى جزء صغير فقط من المواد الأصلية سائلاً. دخلت أجزاء من جميع المواد المكونة (بما في ذلك المكونات الثقيلة) إلى الطور الغازي مع نسبة أكبر من المواد الأخف وزنًا التي تتكون منها الغاز. لقد تم الغاز المتكون عن طريق تبخر المكونات الخفيفة، ونتيجة لذلك، يوصف السائل المتبقي بأنه قد تقلص حجمه. يتم توضيح هذا التغيير في شكل المعاينات لزيت نموذجي منخفض الانكماش، أو زيت ينكمش بكمية صغيرة فقط.

بالنسبة للنفط منخفض الانكماش، هناك تغير منتظم إلى حد ما في الانكماش مع انخفاض الضغط خلال نطاق الضغط العالي والمتوسط. يحدث هذا الانكماش بشكل أساسي نتيجة الفقد الحجمي للمواد الخفيفة. ومع ذلك، فإنه يزيد بسرعة من خلال نطاق الضغط المنخفض. يحدث هذا الانكماش بشكل أساسي من خلال الفقد الحجمي للمواد المتوسطة والثقيلة من السائل المتبقي. تعتبر خصائص الانكماش لهذا النطاق من الضغوط مهمة للغاية لأن الانفصال السطحي للنفط عن الغاز يحدث في ظل هذه الظروف. 

يحدث الانكماش المتزايد عند الضغط المنخفض بسبب كون الطاقة الحركية لجزيئات السائل الثقيل أكبر من قوى الجذب داخل السائل في ظل ظروف الضغط المنخفض هذه.

الانكماش المتوازن للسوائل الهيدروكربونية

نفط عالي الانكماش

تُعرف بعض النفوط بأنها نفوط عالية الانكماش لأن انكماشها مع انخفاض الضغط يكون أكبر من الطبيعي. مصطلح "الانكماش العالي" هو مصطلح نوعي لأنه لا توجد مجموعة متميزة من الشروط التي يمكن من خلالها تصنيف النفوط المنخفضة والعالية الانكماش. عادة ما يحدث الانكماش الأعلى بسبب وجود كميات أكبر من المكونات الوسيطة أو كميات أقل من المكونات الثقيلة في الخليط.

يتم توضيح التغيرات في انكماش النفط عن طريق تبخير المادة من خلال تقليل الضغط من خلال حالة درجة الحرارة Tr2 في مخطط الطور ومنحنى الانكماش العالي.

يختلف سلوك النفط عالي الانكماش في نطاق الضغط العالي عن سلوك النفط منخفض الانكماش. عندما ينخفض الضغط قليلًا من ضغط التشبع (A إلى B)، لا تترك جزيئات المكونات الخفيفة المحلول فحسب، بل تترك أيضًا كمية كبيرة من المواد الوسيطة المحلول لتكوين غاز. في الواقع، إن وجود هذه الكمية الكبيرة من المكونات الوسيطة هو الذي ينتج زيتًا عالي الانكماش. لا يحدث الانكماش العالي للزيت من A إلى B فقط بسبب انجذاب جزيئات السائل المكونة المتوسطة إلى جزيئات الغاز ذات المكونات الخفيفة والمتباعدة بشكل وثيق، ولكن أيضًا بسبب الطاقة الحركية العالية عادةً لجزيئات السائل المكونة المتوسطة.

ومع انخفاض الضغط أكثر (B إلى C)، يتناقص جذب جزيئات السائل ذات المكونات المتوسطة بواسطة جزيئات الغاز ذات المكونات الخفيفة بسبب زيادة المسافة التي تفصل بينها.

ولذلك، هناك ميل نحو مزيد من الجذب بين السائل المتبقي الوسطي إلى السائل الثقيل، مما يمنع المزيد من التبخر السريع في جميع أنحاء نطاق الضغط المتوسط. يزداد ميل جزيئات السائل ذات المكونات الثقيلة إلى التبخير خلال نطاق الضغط المنخفض (C إلى D)، تمامًا كما هو الحال في النفط منخفض الانكماش، على الرغم من أنه بدرجة أكبر بسبب الكمية الأكبر من المواد الوسيطة التي يحتفظ بها الانجذاب إلى جزيئات السائل الثقيل. حتى الوصول إلى حالة الضغط المنخفض. تتصرف النفوط ذات الانكماش العالي بشكل مشابه للنفوط ذات الانكماش المنخفض في نطاق الضغط المنخفض، باستثناء أن الانكماش يكون أكبر بكثير. وبالتالي فإن خصائص الانكماش للنفط عالية الانكماش لها أهمية كبيرة في مشاكل الفصل السطحي.

رسم تخطيطي لمرحلة النفط عالي الانكماش

كلمات مفتاحية/ انكماش النفط، الانفصال المتوازن، النفط، الغز، اطوار.