مطالعه آزمایشگاهی تعیین خواص دی‌الکتریک نفت‌های خام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 انستیتو مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، ایران

2 گروه پژوهش و فن‌آوری‌های سیال مخزن، پژوهشکده مهندسی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت، ایران

چکیده

خواص دی‌الکتریک یک ماده، خواصی هست که می‌توان به‌وسیله آن، نتیجه اعمال امواج الکترومغناطیسی بر آن ماده را مطالعه کرد. برای بررسی روش گرمایش الکترومغناطیسی و بهینه‌سازی آن، باید این خواص را بررسی کرد. در این آزمایش‌ها از 7 نمونه نفتی از میادین مختلف که عبارت‌اند از: آسماری، سروک، سهراب، فهلیان، کوه موند، منصوری و یاران استفاده گردیده است. در این مطالعه ترکیبات آلی و همچنین گروه‌های عاملی نفت‌های خام شناسایی و اندازه گیری شدند و تأثیر آن‌ها بر خاصیت دی‌الکتریک نفت مشاهده شد. با بررسی پارامترهای مؤثر بر خاصیت دی‌الکتریک این نتیجه دریافت شد که هرچه ترکیبی پیوندهای قطبی بیشتری داشته باشد، دارای دی‌الکتریک بالاتر و در نتیجه توانایی جذب بالای امواج ماکروویو را دارد. مقدار خاصیت دی‌الکتریک کوه موند که جزو نفت فوق سنگین است برابر با 853/2 و فهلیان که جزو نفت سبک است برابر با 006/2 به‌دست آمد که نشان می‌دهد بین این دو نمونه نفت هرچه نفت سنگین‌تر شود دی‌لکتریک آن نمونه بیشتر و در نهایت، خاصیت جذب امواج ماکروویو بالاتری دارد. از طرفی، خود پیوندهای درون نفت نیز بر دی‌الکتریک موثر هستند. طبق تست FTIR، پیوند‌های OHا، NHا، CN و SH در نمونه‌ها رابطه مستقیمی با دی‌الکتریک دارند. هرچه غلظت این پیوندها بیشتر باشد، دی‌الکتریک نیز بیشتر می‌شود. در این پروژه پیوندها و گروه‌های عاملی مورد نیاز و مطرح درون نمونه‌های نفتی بررسی و بحث شده است.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study to Determine the Dielectric Properties of Crude Oils

نویسندگان [English]

  • Ali Mohammad Gardeh 1
  • Ali Shekarifard 1
  • Jaber Taheri-Shakib 2
1 Experimental Study to Determine the Dielectric Properties of Crude Oils
2 Rock and Fluid Reservoir Research and Technology Group, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, Iran
چکیده [English]

The dielectric properties of a substance are the properties by which the effect of the utilization of electromagnetic waves can be studied. These properties should be investigated to study the electromagnetic heating method and optimization. In this study, seven oil samples from different fields were investigated, including Asmari, Sarvak, Sohrab, Fahlian, Kuh Mond, Mansouri, and Yaran. In this study, organic compounds and functional groups in crude oil were identified, and their effect on the dielectric property of oil was investigated. By examining the parameters affecting the dielectric property, it was concluded that the more polar compounds the compound has, the higher the dielectric and, therefore, the higher the ability to absorb microwave waves. The amount of dielectric property of Kuhmand, which is part of super heavy oil equal to 2.853 and Fahlian which is part of light oil is equal to 2.006, which shows that the heavier the oil between these two oil samples, the more Its electricity is higher and ultimately has a higher ability to absorb electromagnetic microwave waves. On the other hand, the bonds in the oil themselves also affect the dielectric. According to the FTIR test, the OH, NH, CN and SH bonds in the samples are directly related to the dielectric. The higher the concentration of these bonds is, the higher the dielectric is. In this project, the required links and functional groups within oil samples have been studied and discussed.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • dielectric properties
  • Electromagnetic Waves
  • Crude Oil
  • microwave
  • Asphaltene
  • FTIR
[1]. Huc A Y (2010) Heavy crude oils: from geology to upgrading: an overview, Editions Technip. ##
[2]. Vargas F M, Tavakkoli M (2018) Asphaltene deposition: Fundamentals, prediction, prevention, and remediation, CRC Press. ##
[3]. Ginzton E L (1957) Microwave measurements, McGraw-Hill. ##
[4]. Chia-lun J H (1979) Online measurements of the fast-changing dielectric constant in oil shale due to high-power microwave heating, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 27, 1: 38-43. ##
[5]. Jesch R L, Mclaughlin R H (1984) Dielectric measurements of oil shale as functions of temperature and frequency, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2: 99-10. ##
[6]. Ranji A (2014) Review in microwave heating application in pyrolysis, Arabian Journal of Business and Management Review (Oman Chapter), 3, 11: 80. ##
[7]. Reimbert C G, Minzoni A, Smyth N (1996) Effect of radiation losses on hotspot formation and propagation in microwave heating, IMA Journal of Applied Mathematics, 57, 2: 165-179. ##
[8]. Carrizales M A, Lake L W, Johns R T (2008) Production improvement of heavy-oil recovery by using electromagnetic heating, in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers. ##
[9]. Mozafari M, Nasri Z (2017) Operational conditions effects on Iranian heavy oil upgrading using microwave irradiation, Journal of Petroleum Science and Engineering, 151: 40-48. ##
[10]. Taheri-Shakib J, Shekarifard A, Naderi H (2017) The experimental investigation of effect of microwave and ultrasonic waves on the key characteristics of heavy crude oil, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 128: 92-101. ##
[11]. Taheri-Shakib J, Shekarifard A, Naderi H (2017) The experimental study of effect of microwave heating time on the heavy oil properties: Prospects for heavy oil upgrading. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 128: 176-186. ##
[12]. Taheri-Shakib J, Shekarifard A, Naderi H (2018) Analysis of the asphaltene properties of heavy crude oil under ultrasonic and microwave irradiation, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 129: 171-180. ##
[15]. Cardarelli F (2008) Materials handbook: a concise desktop reference. Springer Science and Business Media. ##
[16]. Razak K A, Asadov A, Yoo J, Haemmerle E, Gao W (2008) Structural and dielectric properties of barium strontium titanate produced by high temperature hydrothermal method. Journal of Alloys and Compounds, 449, 1-2: 19-23. ##
[17]. McCain W D, Spivey J P, Lenn C P (2011) Petroleum reservoir fluid property correlations, PennWell Books. ##