طراحی نرم‌افزاری برای پیش‌بینی و جلوگیری از رسوب "آسفالتین" در چاه‌های نفت

محققان دانشکده مهندسی نفت دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از کدنویسی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، نرم‌افزاری طراحی کردند که رسوب آسفالتین در چاه‌های نفت را پیش‌بینی می‌کند.

به گزارش ایران اکونومیست، محمد مساح، دانش‌آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «مدلسازی ته‌نشینی آسفالتین در چاه‌های نفتی با در نظر گرفتن تاثیر اندازه ذرات»، گفت: یکی از مشکلات اساسی در صنعت نفت، رسوب آسفالتین است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آسفالتین؛ ترکیبات سنگینی از جنس ساختارهای هیدروکربن آروماتیکی هستند که در مراحل مختلف تولید، انتقال، پالایش و فرآوری نفت خام به وجود می‌آید.

وی با تاکید بر اینکه این رسوبات سالانه خسارات فراوانی را به صنعت نفت وارد می‌کند، خاطر نشان کرد: تاکنون بسیاری از جنبه‌های مهم این پدیده مشکل‌ساز، ناشناخته مانده و تاکنون هیچ مدلی نتوانسته است ته‌نشینی آسفالتین را به طور دقیق پیش‌بینی کند.

این دانش‌آموخته دکترا اظهار کرد: در این طرح برای اولین بار، پروفایل رسوب آسفالتین را با دقت بسیار بالا، به‌ویژه بدون استفاده از پارامترهای تنظیمی تجربی پیش‌بینی کردیم.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: دقت پیش‌بینی‌های این مدل در حد روش‌های ردیابی ذرات بوده، اما هزینه محاسباتی آن بسیار پایین‌تر است. این تحقیقات، راه جدیدی را برای حل مشکل ته‌نشینی آسفالتین در چاه‌ها و خطوط انتقال نفت باز می‌کند. 

وی خاطرنشان کرد: بر این اساس، یک مدل رسوب اویلری بهبود یافته که مکانیسم‌های مختلف جابجایی و رسوب ذرات (مانند نفوذ مولکولی و انتشار آشفته، turbophoresis، thermophoresis و زبری سطح) را در بر می‌گیرد، برای پیش‌بینی رسوب ذرات جامد در چاه‌های نفت ارائه کردیم و تعمیم دادیم. 

مساح خاطر نشان کرد: در این تحقیق، به‌منظور قابلیت پیش‌بینی رسوب در لوله‌های مایل و افقی، مدل ذکر شده اصلاح شد تا اثر مکانیسم‌های مؤثر را نیز در نظر بگیرد. علاوه بر این، با استفاده از این مدل، روش جدیدی برای تعیین توزیع اندازه ذرات و تابع لختگی ذرات ارائه شد. 

این محقق در خصوص کاربرد نتایج این تحقیق گفت: یافته‌های این مطالعه می‌تواند به درک بهتر فرآیند تشکیل تا رسوب آسفالتین کمک کند. این تئوری تطبیق‌پذیرترین روشی است که می‌تواند با شرایط مختلف جریان چندفازی سیال سازگار باشد. 

وی با بیان اینکه این روش بستگی به نوع ذرات جامد نداشته و می‌تواند به طور مشابه برای پیش‌بینی رفتار سایر مشکلات مرتبط با جریان ذرات جامد در تأسیسات نفت و گاز نیز مورد استفاده قرار گیرد، خاطر نشان کرد: مدل‌سازی محلول جامد و رفتار فازی چند_جامد از دیگر قابلیت‌های روش توسعه داده شده است. دقت بالای این روش و استفاده از حداقل پارامترهای تنظیمی، مسیرهای بسیاری را برای توسعه آتی در زمینه ارزیابی رسوب ذرات در کاربردهای واقعی میدانی ارائه می‌دهد.

مساح با اشاره به کاربردهای طرح گفت: این نرم‌افزار با شبیه‌سازی دقیق تشکیل و رسوب آسفالتین در چاه و خطوط لوله این امکان را می‌دهد که بتوان این پدیده را قبل از تشکیل، پیش‌بینی و راهکارهای لازم برای جلوگیری از تشکیل و رسوب آسفالتین را اتخاذ کرد.

به گفته پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، می‌توان با آگاهی از مکان‌های احتمالی رسوب، از گسترش این پدیده جلوگیری کرد و با طراحی مناسب تکمیل چاه و بهینه‌سازی شرایط جریانی چاه، خطوط لوله و مسیرهای جریان و تاسیسات تولیدی، خسارات وارده را به حداقل رساند. ادامه این پروژه مستلزم همکاری صنعت در جهت انجام فاز نیمه‌صنعتی شدن و سپس تجاری‌سازی این شبیه‌ساز است.

مساح افزود: تاکنون داده‌های میدانی بسیار کمی برای ته‌نشینی آسفالتین در چاه‌های نفت در مطالعات گزارش شده است. لذا داده‌های واقعی میزان و پروفایل رسوب آسفالتین در چاه‌های نفت وجود نداشته و موارد موجود بسیار محدود و ناقص است. همچنین با توجه به شرایط پیچیده ته‌نشینی آسفالتین، تاکنون شرایط واقعی چاه در آزمایشگاه‌های علمی دنیا مشابه‌سازی نشده و داده‌های موجود بسیار محدود و دارای فرضیات و ساده‌سازی‌های بسیار هستند. 

وی با اشاره به ویژگی‌های این طرح  گفت: «تعمیم دانش پیشرفته ته‌نشینی ذرات در جریان هوا برای پیش‌بینی ته‌نشینی آسفالتین در جریان نفت تحت هر دو رژیم آرام و آشفته»، «اصلاح مدل انتقال-نفوذ به‌منظور مدل‌سازی ته‌نشینی در کلیه لوله‌های افقی، شیب‌دار و عمودی»، «اعتبارسنجی دقیق مدل ته‌نشینی با داده‌های آزمایشگاهی و میدانی و پروفایل ته‌نشینی آسفالتین»، «تشخیص خودکار مکانیزم‌های مؤثر در ته‌نشینی آسفالتین»، «ارائه روشی جدید برای تعیین توزیع اندازه ذرات آسفالتین و تابع تجمع ذرات» از ویژگی‌های این طرح به شمار می‌روند.

پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد: در این طرح تلاش شده است تا با نوآوری در مدل انتقال-نفوذ شرایط واقعی‌تر ته‌نشینی آسفالتین با درنظرگرفتن توزیع اندازه ذرات مورد مطالعه و بررسی قرار ‌گیرد. بنابراین مدل ارائه شده قادر به پیش‌بینی ته‌نشینی آسفالتین در کلیه لوله‌های افقی، شیب‌دار و عمودی تحت هر دو رژیم آرام و آشفته و با در نظر گرفتن انواع نیروهای وارده بر ذرات جامد است. 

وی با بیان این‌که مدل‌سازی ته‌نشینی آسفالتین در چاه‌های نفت تاکنون به‌عنوان یک چالش عمده باقی مانده است، گفت: تاکنون درباره مدل‌سازی جامع و همزمان رسوب، تجمع و ته‌نشینی آسفالتین در ستون کامل چاه کارهای انگشت‌شماری انجام شده که ساده‌سازی‌های بسیار و عدم اعتبارسنجی دقیق، نتایج را تحت‌الشعاع قرار داده است.

مساح با اشاره به مطالعات گذشته گفت: بررسی مطالعات گذشته در مورد ته‌نشینی آسفالتین نشان‌دهنده نبود یک مدل معتبر است که مکانیزم‌ها و عوامل اصلی مؤثر در جابه‌جایی و ته‌نشینی ذرات جامد را در نظر بگیرد. این مطالعه در حال حاضر در زمینه پیش‌بینی دقیق پروفایل ته‌نشینی آسفالتین پیشگام و اولین محسوب می‌شود.

وی با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح، گفت: مدل انتقال-نفوذ اصلاح شده معرفی شده در این مطالعه یک مدل مبتنی بر تئوری با ویژگی‌های منحصر به فرد است که آن را از مدل‌های قبلی متمایز می‌کند.

به گفته وی، مهم‌تر از همه اینکه در برابر طیف گسترده‌ای از داده‌های آزمایشگاهی و میدانی تایید شده است. 

پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تاکید بر اینکه پیش‌بینی‌ها نه تنها به اندازه روش‌های ردیابی ذرات دقیق هستند، بلکه هزینه‌های محاسباتی کمتری خواهد داشت، گفت: این تئوری مبتنی بر مفروضات فیزیکی قانع کننده‌تری است و تأثیر مکانیزم‌های مختلف رسوب را نیز در بر می‌گیرد. 

وی خاطرنشان کرد: ته‌نشینی پدیده‌ای گسترده است که در بسیاری از محیط‌ها مشاهده می‌شود. اگرچه ممکن است شرایط ته‌نشینی متفاوت باشد، اما عوامل تأثیرگذار بر رسوب ذرات مشابه هستند. مدل رسوب اصلاح شده و همچنین شبیه‌ساز ارائه شده در این تحقیق در صنایع نفت و گاز و خطوط لوله انتقال سیالات هیدروکربوری و غیر هیدروکربوری و همچنین در کلیه صنایعی که نیاز به مدل‌سازی رسوب ذرات دارند، قابل کاربرد است.

بنابر اعلام روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، احسان خامه‌چی و سید علی موسوی دهقانی اساتید راهنما و بهرام دبیر و حمید نادران طحان مشاوران این طرح بوده‌اند.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: چاه نفت ، دانشگاه امیرکبیر

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: چاه نفت دانشگاه امیرکبیر دانشگاه صنعتی امیرکبیر آسفالتین در چاه های نفت رسوب آسفالتین خاطر نشان برای پیش بینی اندازه ذرات رسوب ذرات ذرات جامد مدل سازی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۵۶۵۲۷۵۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دریاچه ارومیه برای تثبیت وضعیت به ۶ میلیارد مترمکعب آب نیاز دارد

استاندار آذربایجان‌غربی گفت: حجم آب مورد نیاز برای تثبیت وضعیت دریاچه ارومیه نیز ۶ میلیارد مترمکعب است که با توجه به تبخیر سالانه ۲ میلیارد مترمکعب و میزان ورودی آب به دریاچه، نیازمند زمان لازم و یک برنامه‌ریزی منسجم از جمله مراقبت، رصد و اجرای برنامه‌های نرم افزاری هستیم.

به گزارش خبرگزاری ایمنا از آذربایجان‌غربی، محمدصادق معتمدیان در برنامه صف اول شبکه سراسری خبر وسعت دریاچه ارومیه را در حال حاضر ۲۰۰۰ کیلومتر مربع عنوان و اظهار کرد: وسعت دریاچه ارومیه نسبت به مدت زمان مشابه سال قبل ۵۶۰ کیلومتر مربع افزایش یافته و حجم آب دریاچه نیز با ۶۰۰ میلیون مترمکعب افزایش نسبت به مدت زمان مشابه سال قبل، به دو و نیم میلیارد مترمکعب رسیده و از لحاظ ارتفاعی نیز تراز آب ۲۰ سانتی متر افزایش یافته است.

وی در ادامه سخنان خود مشکل دریاچه ارومیه را در دو بخش تغییر اقلیم و کاهش بارندگی‌ها و افزایش دما و همچنین مداخلات انسانی از جمله توسعه بخش کشاورزی و افزایش کاشت محصولات پر آب بر عنوان کرده و افزود: از سال ۱۳۷۷ شاهد روند نزولی آب دریاچه ارومیه بودیم و در مدت ۲۵ سال اخیر وضعیت دریاچه ارومیه به شکل کنونی درآمده است.

استاندار آذربایجان‌غربی با اشاره به اجرای برنامه‌های مختلف سخت‌افزاری در دولت‌های مختلف در راستای احیای دریاچه ارومیه، گفت: در این مدت در حوزه نرم‌افزاری احیای دریاچه ارومیه کوتاهی شده و ما شاهد افزایش ۱۴۰ هزار هکتاری باغات حوضه آبریز دریاچه ارومیه هستیم و این مسئله موجب افزایش روند مصرف آب کشاورزی در این حوضه شده است.

معتمدیان با اشاره به حجم مصرف آب در برخی از محصولات پرآب بر در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، عنوان کرد: مصرف آب باغات سیب و محصولات چغندرقند و یونجه ۵۷ درصد از آب کشاورزی حوضه دریاچه ارومیه است و این مسئله ضرورت استفاده از محصولات جایگزین از جمله محصولات کم آب بر و تغییر الگوی کشت را در این حوضه افزایش می‌دهد.

وی رویکرد اصلی ستاد احیای دریاچه ارومیه را اجرای برنامه‌های نرم‌افزاری و تغییر الگوی کشت عنوان کرده و ادامه داد: علیرغم وجود مشکلات موجود در این مسیر از جمله ۷۳ هزار حلقه چاه غیرمجاز، با تاکید رئیس جمهور و مخبر رئیس کارگروه ملی نجات دریاچه ارومیه، در کنار تأمین معیشت مردم الگوی مناسب مدیریت مصرف آب در این حوضه طراحی و اجرا می‌شود.

دبیر کارگروه ملی نجات دریاچه ارومیه در ادامه با قدردانی از تلاش دولت‌های گذشته در اجرای پروژه‌های مختلف سخت‌افزاری احیای دریاچه، تصریح کرد: با نگاه ویژه دولت سیزدهم و شخص رئیس جمهور و با اختصاص اعتبارات مورد نیاز، بسیاری از پروژه‌های نیمه تمام احیای دریاچه ارومیه در این دولت به پایان رسیده و هر سه ماه شاهد افتتاح و بهره‌برداری از یکی از پروژه‌های سخت‌افزاری احیای دریاچه ارومیه هستیم.

معتمدیان افتتاح تونل انتقال آب از کانی‌سیب را یکی از مهم‌ترین پروژه‌های سخت‌افزاری احیای دریاچه ارومیه عنوان کرده و گفت: با عزم جدی دولت و به ویژه وزارت نیرو و پیگیری‌های انجام شده و تأمین اعتبارات مورد نیاز، این پروژه به دست رئیس جمهور محترم در ۵ اسفند ماه ۱۴۰۱ به بهره‌برداری رسید.

وی با اشاره به رهاسازی آب از پشت سدهای استان در راستای احیای دریاچه ارومیه افزود: در کنار انتقال ۳۰۰ میلیون مترمکعب آب از کانی‌سیب، از آذر ماه سال گذشته بر اساس مطالعات و برآوردهای انجام شده، حق‌آبه دریاچه ارومیه از پشت سدهای مهاباد، بوکان، تکاب و چراغ ویس سقز به سمت دریاچه ارومیه رهاسازی شده است.

معتمدیان با اشاره به اینکه در حال حاضر روزانه حدود ۳۰ میلیون متر مکعب از طریق رهاسازی آب، به دریاچه ارومیه آب هدایت می‌شود و این روند تا دو هفته آینده ادامه خواهد داشت، اظهار کرد: با توجه به بارش‌های اخیر، پیش بینی می‌شود حجم آب دریاچه ارومیه تا ۳ میلیارد متر مکعب افزایش یابد.

وی ادامه داد: برنامه‌ریزی‌هایی انجام شده در ستاد دریاچه ارومیه برای هدایت یک میلیارد و ۱۰۰ میلیون مترمکعب حق‌آبه از طریق رهاسازی آب از سدهای حوضه آبریز دریاچه و همچنین رودخانه‌های فاقد سد بود که خوشبختانه این میزان به یک میلیارد و ۴۰۰ میلیون مترمکعب نیز افزایش یافته و این نشان از اثرات مدیریتی و کنترل‌های لازم در روند رهاسازی و انتقال آب به دریاچه ارومیه و مدیریت مصرف آب در بخش کشاورزی است.

معتمدیان گفت: در حوزه سخت‌افزاری پروژه نیمه تمام خط انتقال بادین‌آباد به طول چهار و نیم کیلومتر در راستای انتقال ۱۸۰ میلیون متر مکعب آب به پشت سد کانی‌سیب و انتقال از طریق تونل به دریاچه که با تلاش‌های شبانه‌روزی در حال اجراست و پیش بینی می‌شود تا پایان اردیبهشت ماه به اتمام می‌رسد.

دبیر کارگروه ملی نجات دریاچه ارومیه با قدردانی از حمایت‌های رئیس جمهور از مطالبه ملی احیای دریاچه، گفت: در دولت سیزدهم با حمایت ریاست جمهوری و تعامل و همکاری وزارتخانه‌ها و تمامی دستگاه‌های متولی، روند احیای دریاچه ارومیه با جدیت دنبال شده است.

معتمدیان در بخش دیگری از سخنان خود با اشاره به اینکه حق‌آبه تالاب‌های دریاچه ارومیه در سال ۱۴۰۱ حدود ۶۵ میلیون مترمکعب تعیین شده بود، افزود: تاکنون ۹۰ میلیون مترمکعب آب از سدها به سمت تالاب‌های اقماری دریاچه ارومیه هدایت شده و این مسئله موجب تثبیت و احیای این تالاب شد.

وی همچنین با بیان اینکه شرایط خوب دریاچه ارومیه و تالاب‌ها، نشاط اجتماعی را برای جامعه به ارمغان آورده، خاطرنشان کرد: بهبود وضعیت دریاچه ارومیه و تالاب‌های اقماری آن، آثار خوب زیست محیطی و میزبانی از صدها هزار پرنده مهاجر را فراهم کرده است.

معتمدیان به استقبال گردشگران نوروزی و مسافران از بهبود شرایط دریاچه ارومیه نیز اشاره کرده و یادآور شد: با همکاری دستگاه‌های مختلف در راستای اجرای برنامه‌های فرهنگی احیای دریاچه ارومیه، اخیراً برنامه باشکوهی در ساحل دریاچه برگزار شد که با استقبال بی نظیر مردم روبرو شد و این مسئله علاقه ویژه مردم به دریاچه ارومیه را نشان داد.

وی همچنین با بیان اینکه برای احیای کامل دریاچه ارومیه حجم آب آن باید به ۱۴ میلیارد مترمکعب برسد، اضافه کرد: حجم آب مورد نیاز برای تثبیت وضعیت دریاچه ارومیه نیز ۶ میلیارد مترمکعب است که با توجه به تبخیر سالانه ۲ میلیارد مترمکعب و میزان ورودی آب به دریاچه، نیازمند زمان لازم و یک برنامه‌ریزی منسجم از جمله مراقبت، رصد و اجرای برنامه‌های نرم افزاری هستیم.

معتمدیان در ادامه با اشاره به رویکردهای نرم‌افزاری احیای دریاچه ارومیه در کنار اهمیت صیانت و ارتقای معیشت مردم، افزود: در راستای تغییر الگوی کشت در شمال آذربایجان‌غربی، طرح ۳ هزار هکتاری کاشت درختان کم آب‌بر پسته و گردو اجرا شده است و این طرح می‌تواند به عنوان یک طرح نمونه در جایگزینی کاشت درختان گردو و پسته به جای درختان سیب در راستای افزایش درآمد کشاورزان و کاهش آب مصرفی در حوزه کشاورزی به باغداران معرفی شود.

دبیر کارگروه ملی نجات دریاچه ارومیه به رویکرد دولت سیزدهم مبنی بر مردمی‌سازی امور نیز اشاره کرده و یادآور شد: همراهی مردم در اجرای سیاست‌هایی چون تغییر الگوی کشت، نیازمند تبیین برنامه‌ها و آگاهی مردم با استفاده از ظرفیت رسانه‌ها بویژه صدا و سیما و شبکه‌های اجتماعی است.

معتمدیان همچنین با اشاره به اختصاص ۶ هزار میلیارد تومان برای اتمام پروژه‌های نیمه‌تمام نرم افزاری احیای دریاچه ارومیه در دولت سیزدهم، افزود: در کنار اجرای طرح کشت جایگزین، استفاده از سیستم‌های نوین آبیاری و تداوم نهضت گلخانه‌ای نیز در خصوص احیای دریاچه ارومیه با جدیت دنبال می‌شود.

وی در پایان با تاکید بر اینکه مردم نقش اصلی را در حوزه نرم افزاری احیای دریاچه ارومیه دارند، تصریح کرد: مردم منطقه در کنار همراهی برای اجرای طرح تغییر الگوی کشت که افزایش درآمد را نیز به دنبال خواهد داشت، با جلوگیری از برداشت‌های غیرمجاز از حق‌آبه دریاچه ارومیه، همکاری لازم را با دستگاه‌های مربوطه داشته باشند.

کد خبر 751238