Thermodynamic Modeling of Wax Deposition Phase Behavior for Reservoir Fluid in Southern Iraqi Oil Field

محمد عبد الله احمد; علي امجد رشك; محمد عماد رسن

doi:10.52716/jprs.v16i1.1023

المؤلفون

محمد عبد الله احمد الجامعة التكنولوجية، قسم هندسة النفط والغاز
علي امجد رشك الجامعة التكنولوجية، قسم هندسة النفط والغاز
محمد عماد رسن الجامعة التكنولوجية، قسم هندسة النفط والغاز

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v16i1.1023

الملخص

تحتوي معظم سوائل المكمن على مركبات بارافينية ثقيلة قد تترسب على شكل مادة صلبة أو شبيهة بالصلبة تسمى الشمع إذا تم تبريد السائل. قد يتسبب ترسب الشمع في حدوث مشاكل تشغيلية عندما يتم نقل الموائع المنتجة من اللآبار غير المعالجة في خطوط الأنابيب تحت سطح البحر، حيث قد تنخفض درجة الحرارة إلى درجة حرارة مياه البحر المحيطة. قد يترسب الشمع على شكل طبقة صلبة داخل خط الأنابيب. مع استمرار النقل، ستتراكم هذه الطبقة وتسد خط الأنابيب في النهاية إذا لم تتم إزالتها ميكانيكيًا. تؤدي الحاجة إلى التنبؤ بشكل استباقي بدرجة الحرارة التي سيترسب عندها الشمع إلى تطوير وتطبيق نماذج ثرموديناميكية لمثل هذا التنبؤ. تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نموذج ثرموديناميكي للتنبؤ بمخطط ترسب الشمع(WDE) ، والذي يعطي فكرة جيدة عن درجة الحرارة التي يحدث عندها ترسب الشمع. بأستخدام عينة نفط حية من حقل نفطي في جنوب العراق، استخدمت هذه الدراسة نموذج Soave-Redlich-Kwong (SRK-EOS) الذي يمكنه التنبؤ بالظروف المحددة التي يحدث عندها ترسب الشمع بالإضافة إلى الأستجابة لسائل المكمن. تمت مطابقة نتائج SRK-EOS في برنامج Multiflash مع البيانات التجريبية للسائل والشمع. وأشارت النتائج إلى أن ترسب الشمع سيحدث بالتزامن مع نفس سيناريو الإنتاج بعد إنخفاض درجة الحرارة.

المراجع

M. A. Theyab, "Wax deposition process: mechanisms, affecting factors and mitigation methods", Open Access J. Sci., vol. 2, no. 2, pp. 112-118, 2018. https://doi.org/10.15406/oajs.2018.02.00054.

N. N. Johnson-Achilike, and G. A. Chukwu, and J. Ajienka, "Thermodynamic Modelling for Mapping Wax Deposition Envelope for an Identified Niger Delta Oilfield", presented at SPE Nigeria Annual International Conference and Exhibition, Aug. 2015, p. SPE-178317, 2015. https://doi.org/10.2118/178317-MS.

R. C. Albagli, L. B. Souza, and A. O. Nieckele, "Reynolds number influence on wax deposition", presented at Offshore Technology Conference Brasil, Oct. 2017, p. D031S025R002, 2017. https://doi.org/10.4043/28053-MS.

J. I. Aguiar, A. A. Nerris, and A. Mahmoudkhani, "Can Paraffin Wax Deposit Above Wax Appearance Temperature? A Detailed Experimental Study", presented at SPE Annual Technical Conference and Exhibition, p. SPE-201297-MS, Oct. 2020. https://doi.org/10.2118/201297-MS.

D. Stratiev, I. Shishkova, R. Nikolova, T. Tsaneva, M. Mitkova, and D. Yordanov, "Investigation on precision of determination of SARA analysis of vacuum residual oils from different origin", Petroleum & Coal, vol. 58, no. 1, pp. 109-119, 2016.

P. Ilushin, K. Vyatkin, and A. Kozlov, "Development of a New Model for the Formation of Wax Deposits through the Passage of Crude Oil within the Well", Sustainability, vol. 15, no. 12, p. 9616, 2023. https://doi.org/10.3390/su15129616.

F. O. Ochieng, M. N. Kinyanjui, J. O. Abonyo, and P. R. Kiogora, "Mathematical Modeling of Wax Deposition in Field-Scale Crude Oil Pipeline Systems", Journal of Applied Mathematics, 2022. https://doi.org/10.1155/2022/2845221.

O. M. Akinyede, "Development of a Thermodynamic Model for Wax Precipitation in Produced Crude Oil—Case Study of Hydrocarbon Fluid from Niger-Delta, Nigeria", Ph.D. dissertation, African University of Science and Technology, Abuja, Nigeria, 2019.

A. A. Olajire, "Review of wax deposition in subsea oil pipeline systems and mitigation technologies in the petroleum industry", Chemical Engineering Journal Advances, vol. 6, p. 100104, 2021. https://doi.org/10.1016/j.ceja.2021.100104.

J. Wang, F. Zhou, L. Zhang, Y. Huang, E. Yao, L. Zhang, F. Wang, and F. Fan, "Experimental study of wax deposition pattern concerning deep condensate gas in Bozi block of Tarim Oilfield and its application", Thermochimica Acta, vol. 671, pp. 1-9, 2019. https://doi.org/10.1016/j.tca.2018.10.024.

M. K. Rogachev, T. N. Van, and A. N. Aleksandrov, "Technology for preventing the wax deposit formation in gas-lift wells at offshore oil and gas fields in Vietnam", Energies, vol. 14, no. 16, p. 5016, 2021. https://doi.org/10.3390/en14165016.

J. H. Gary, J. H. Handwerk, and M. J. Kaiser, "Petroleum Refining: Technology and Economics", 5th ed., CRC Press, 2007. https://doi.org/10.4324/9780203907924.

M. A. Ahmed, G. H. Abdul-Majeed, and A. K. Alhuraishawy, "Modeling of asphaltene precipitation using CPA-EOS for live oil in an Iraqi oil well", in AIP Conference Proceedings, vol. 2839, no. 1, p. 020038, AIP Publishing LLC, 2023. https://doi.org/10.1063/5.0167684.

S. M. H. Hashemi, K. Monfaredi, and B. Sedaee, "An inclusive consistency check procedure for quality control methods of the black oil laboratory data", Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, vol. 10, pp. 2153-2173, 2020. https://doi.org/10.1007/s13202-020-00869-6

S. Rezaee, "Separation and Characterization of Crude Oils and Investigation of Their Wetting Properties on Rock Surfaces", Ph.D. dissertation, Rice University, 2019.

H. Yin, Y. Chen, X. You, Z. Chen, D. He, and H. Gong, "SARA Characterization and Comparison for the Ultra-Heavy Oil via Combined Analyses", Journal of Energy Resources Technology, vol. 145, no. 11, 2023. https://doi.org/10.1115/1.4062925.