Summary
जलाशय की स्थिति में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संतुलन में क्रूड ऑयल के रेयोलॉजी को मापने के लिए एक विधि प्रस्तुत की गई है।
Abstract
उच्च तापमान और दबावों पर कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2 ) के साथ संतुलन में क्रूड ऑयल के रेयोलॉजी को मापने के लिए एक रेमोमीटर प्रणाली का वर्णन किया गया है। इस प्रणाली में एक उच्च दबाव वाले रेमोमीटर होता है जो परिसंचरण पाश से जुड़ा होता है। रेमोमीटर में दो वैकल्पिक भौमिकी वाले एक घूर्णन प्रवाह-माध्यम माप कक्ष हैं: समाक्षीय सिलेंडर और डबल अंतर कच्चे तेल के नमूने को सीओ 2 के साथ संतुलन में लाने के लिए संचरण लूप में एक मिक्सर होता है, और एक गियर पंप जो मिक्सर से रेमोमीटर तक के मिश्रण को ट्रांसमीटर देता है और इसे मिक्सर में वापस रीसायकल करता है। सीओ 2 और कच्चे तेल को क्रियान्वित करने और परिसंचरण द्वारा संतुलन के लिए लाया जाता है और संतृप्त मिश्रण के रोगविज्ञान rheometer द्वारा मापा जाता है। इस प्रणाली का इस्तेमाल ज़ुआट क्रूड ऑयल (और इसके टोल्यूनि कमजोर पड़ने) के रियोलॉजिकल गुणों को मापने के लिए किया जाता है, जिसमें सीओ 2 के साथ ऊंचा दबाव 220 बार तक और 50 डिग्री सेल्सियस का तापमान होता है। परिणाम टी दिखाते हैंटोपी सीओ 2 में तेल रियोलॉजी में काफी बदलाव होता है, शुरू में चिपचिपाहट को कम कर देता है क्योंकि सीओ 2 के दबाव में वृद्धि हुई है और फिर दहलीज दबाव के ऊपर चिपचिपाहट बढ़ रहा है। कच्चे तेल के गैर-न्यूटनियन प्रतिक्रिया को भी सीओ 2 के अतिरिक्त के साथ बदलने के लिए देखा जाता है
Introduction
सीओ 2 और कच्चे तेल के मिश्रण के भौतिक गुणों पर अधिकांश साहित्य में चिपचिपाहट एक वीओसीमीटर का उपयोग करके मापा जाता है, जिसका अर्थ है कि माप लगातार कतरनी दर या कतरनी तनाव पर होता है। इन अध्ययनों में, सीओ 2 और कच्चे तेल मिश्रण की चिपचिपाहट एक सरल तरीके से जांच की जाती है: ब्याज का ध्यान चिपचिपापन और अन्य मापदंडों, जैसे तापमान, दबाव और सीओ 2 एकाग्रता के बीच संबंध है। इन अध्ययनों में की गई महत्वपूर्ण धारणा अभी तक स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं की गई है कि सीओ 2 और कच्चे तेल का मिश्रण न्यूटनियन तरल पदार्थ के रूप में व्यवहार करता है। हालांकि, यह अच्छी तरह से जाना जाता है कि कुछ कच्चे तेल, विशेष रूप से भारी कच्चे, कुछ शर्तों 1 , 2 , 3 , 4 के तहत गैर-न्यूटनियन व्यवहार दिखा सकते हैं। इसलिए, पूरी तरह से सीओ 2 प्रभाव को समझने के लिए, सीओ 2 की चिपचिपाहट
हमारे ज्ञान के लिए, बेजादफ़र एट अल द्वारा केवल अध्ययन एक भारी कच्चे तेल की चिपचिपाहट को सीओ 2 के साथ अलग-अलग कतरनी दर पर जोड़कर रिपोर्ट किया गया है जो कि एक रोधी 5 का उपयोग करता है। बेहज़दफ़्रर एट अल द्वारा माप में, सीओ 2 और क्रूड ऑयल के बीच मिश्रण को समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति के आंतरिक सिलेंडर के रोटेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है, बहुत धीमी प्रक्रिया है। इसके अलावा, बहुलक पिंड के रियोलॉजी पर सीओ 2 विघटन का प्रभाव साहित्य में दर्ज किया गया है, जो भारी कच्चे तेल और सीओ 2 मिश्रण के अध्ययन पर प्रकाश डाल सकता है। रॉयर एट अल विभिन्न दबावों, तापमान और सीओ 2 सांद्रता पर तीन वाणिज्यिक बहुलक के चिपचिपापन को पिघलाता है, एक उच्च दबाव बाहर निकालना भट्ठा मरने का उपयोग कर rheometer 6 वे तब डेटा को मुफ्त मात्रा के माध्यम से विश्लेषण करते हैं ई सिद्धांत अन्य समान अध्ययन गारहार्ट एट अल में पाए जा सकते हैं 7 और ली एट अल 8 हमारी विधि, जहां मिश्रण एक बाहरी मिश्रक और rheology माप में एक समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति में किया जाता है, सीओ 2 और कच्चे तेल मिश्रण के rheology का अधिक संपूर्ण माप की अनुमति देता है।
हम विकसित परिसंचरण प्रणाली में चार इकाइयां हैं: एक सिरिंज पंप, मिक्सर, गियर पंप और रेमोमीटर, जैसा कि चित्रा 1 और चित्रा 2 में दिखाया गया है। एक सरगर्मी पट्टी मिक्सर के निचले भाग में रखी जाती है और घूर्णन चुंबक सेट के साथ चुंबकीय रूप से युग्मित है। मिक्सर में सीओ 2 और क्रूड ऑयल के बीच मिश्रण को बढ़ाने के लिए स्ट्रैरिंग का उपयोग किया जाता है, जो चरणों के बीच संतुलन के दृष्टिकोण को तेज करता है। सीओ 2 संतृप्त तेल चरण एक डुबकी ट्यूब का उपयोग करके मिक्सर के निचले हिस्से के करीब से निकाला जाता है और माप प्रणाली के माध्यम से परिचालित होता है।
एक चिपचिपा सिलिंडर ज्यामिति के साथ है, जो चिपचिपा तरल पदार्थ के माप के लिए बनाया गया है; और अन्य एक के साथ है कम चिपचिपाहट आवेदन के लिए डबल अंतर ज्यामिति।
चित्रा 1: समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति के दबाव सेल के साथ परिसंचरण प्रणाली की योजना। नीली रेखा सीओ 2 प्रवाह का प्रतिनिधित्व करती है, और काले रेखा कच्चे तेल के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करती है। हू एट अल की अनुमति के साथ पुनर्प्रकाशित 14 कॉपीराइट 2016 अमेरिकी केमिकल सोसायटी इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
ई 2 "वर्ग =" एक्सफ़िगिम "src =" / फ़ाइलें / एफटीपी_अपलोड / 55749 / 55749fig2.jpg "/>
चित्रा 2: डबल अंतर ज्यामिति के दबाव सेल के साथ संचलन प्रणाली की योजना। नीली रेखा सीओ 2 प्रवाह का प्रतिनिधित्व करती है, और काले रेखा कच्चे तेल के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करती है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 3: समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति दबाव सेल। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति के दबाव कोशिका ( चित्रा 3 ) में आंतरिक और बाहरी सिलेंडर के बीच 0.5 मिमी की आबादी है, जिससे नमूना मात्रा 18 हो जाती हैएमएल। अंदरूनी सिलेंडर चुंबकीय एक घूर्णी कप के साथ युग्मित है, जो rheometer स्पिंडल से जुड़ा हुआ है। आंतरिक सिलेंडर के ऊपर और नीचे दो नीलमणि बीयरिंग हैं, जो आंतरिक सिलेंडर के रोटेशन अक्ष के सीधे संपर्क में हैं। चूंकि नीलमणि बीयरिंग डिज़ाइन के नमूने के संपर्क में हैं, इसलिए नमूना के स्नेहन गुणों के अनुसार असर घर्षण भिन्न हो सकता है।
चित्रा 4: डबल अंतर ज्यामिति दबाव सेल। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
दूसरी ओर, डबल अंतर दबाव सेल में एक बेलनाकार रोटर शामिल है, जो कि दोहरे अंतर ज्यामिति में है, जैसा कि चित्रा 4 से दिखाया गया है । मापने वाले सिलेंडर को माउंट किया गया हैदो गेंद बियरिंग्स के माध्यम से दबाव सिर पर और रोटेशन कप के साथ चुंबकीय रूप से मिलकर, जो कि रियोमीटर स्पिंडल से जुड़ा होता है गेंद बीयरिंग दबाव सिर के अंदर स्थित हैं और नमूने के संपर्क में नहीं हैं, जो माप के अंतराल में इंजेक्ट किया जाता है और स्टेटर में एक अवकाश में अतिप्रवाह करता है, जहां से इसे मिक्सिंग पोत में वापस किया जाता है।
एक विशिष्ट प्रयोग में, कच्चे तेल का नमूना पहले मिश्रक में भरी हुई है। कच्चे तेल के साथ पूरे सिस्टम को भुनाने के बाद, सिस्टम में शेष मात्रा वैक्यूम पंप का उपयोग करके निकाला जाता है। सीओ 2 को सिरिंज पंप के माध्यम से मिक्सर में पेश किया जाता है और सिस्टम वांछित तापमान और दबाव में लाया जाता है। सिस्टम का दबाव सिरिंज पंप द्वारा सीओ 2 चरण के माध्यम से नियंत्रित होता है। जब दबाव स्थिर हो जाता है, तो मिक्सर के अंदर सीओ 2 और क्रूड ऑयल के मिश्रण के लिए उत्तेजक चालू होता है। फिर से गियर पंप को तेल के चरण को वापस लेने के लिए चालू किया गया हैमिक्सर, रेमोमीटर भरें और द्रव को मिक्सर पर वापस रीसायकल करें। इसलिए, सीओ 2 और क्रूड ऑयल के बीच मिश्रण एक साथ मिक्सर में सरगर्मी और लूप में घूमने के द्वारा किया जाता है। संतुलन की स्थिति को सिरिंज पंप में दोनों मात्रा के आवधिक माप और मिश्रण चिपचिपाहट द्वारा निगरानी की जाती है। जब मात्रा और चिपचिपाहट दोनों में कोई परिवर्तन नहीं होता (≤4%), तो संतुलन की पुष्टि की जाती है। उस चरण में गियर पंप और उत्तेजक को बंद कर दिया जाता है, माप सेल के माध्यम से प्रवाह को निलंबित कर दिया जाता है और रूहोलॉजी मापन किया जाता है।
Protocol
नोट: चूंकि प्रयोग उच्च तापमान और दबाव पर चल रहा है, इसलिए सुरक्षा सर्वोपरि है। सिस्टम को सिरिंज पंप नियंत्रक पर सॉफ़्टवेयर सीमा से अधिक मिक्सर पर और मिक्सर में गड़बड़ डिस्क और गियर पंप और रेमोमीटर ( चित्रा 1 और चित्रा 2 देखें ) के बीच अधिक दबाव के खिलाफ सुरक्षित है। इसके अलावा, प्रत्येक प्रयोग से पहले, इसे नियमित लीक चेक करने की सलाह दी जाती है। यह भी यह सुनिश्चित करने के लिए दबाव सेल ज्यामिति की घर्षण जांच करने की सिफारिश की गई है कि रियोमीटर 9 , 10 को अच्छी तरह से काम कर रहा है।
1. क्रूड ऑयल का नमूना तैयार करना
नोट: प्राप्त किए गए Zuata कच्चे तेल के नमूने का उपयोग करें निम्न तालिका, ज़ुआट क्रूड ऑयल के बुनियादी भौतिक गुणों को दर्शाती है।
| चाracteristics | मूल्य |
| एपीआई ग्रेविटी | 9.28 |
| बैरल फैक्टर (बीबीएल / टी) | 6.27 |
| कुल सल्फर (% wt) | 3.35 |
| रीड वाफे दबाव (केपीए) | 1 |
| डालें प्वाइंट (डिग्री सेल्सियस) | 24 |
| मौजूदा एच 2 एस सामग्री (पीपीएम) | - |
| संभावित एच 2 एस सामग्री (पीपीएम) | 115 |
| संभावित एचसीएल सामग्री (पीपीएम) | - |
| कैल्क। सकल कैल मान (केजे / किग्रा) | 41,855 |
तालिका 1: Zuata कच्चे तेल के भौतिक गुण
- Zuata कच्चे तेल के 300 ग्राम के लिए 128.57 ग्राम टोल्यूनिन को जोड़ने के लिए 70 wt% Zuata कच्चे तेल और 30% टन टोल्यूनि के साथ कमजोर पड़ने के लिए तैयार करें। 3 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर मिश्रण रॉक करें।
2. मिक्सर में क्रूड ऑयल का नमूना लोड करना
- सिस्टम से मिश्रक को डिस्कनेक्ट करें, और इसे खोलें। मिक्सर के निचले भाग में एक उत्तेजक रखें। मिक्सर में 200 एमएल का कच्चा तेल का नमूना लें। सभी शिकंजा कसने के बाद, मिक्सर को वापस सिस्टम से जुड़ें।
3. कच्चे तेल के नमूने के साथ संपूर्ण प्रणाली का परिचय
- प्रधानमंत्री को समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति के दबाव कक्ष के साथ प्रणाली।
नोट: कृपया वाल्व का पता लगाने के लिए चित्रा 1 को देखें।- दबाव सिर 9 को कस करके रेमोमीटर दबाव कक्ष बंद करें रियोमीटर स्पिंडल पर रोटेशन कप को माउंट करें। इसे मापने की स्थिति 9 में समायोजित करें
- बंद वाल्व ए, डी, ई, एफ, जी, और एच। ओपन वाल्व सी।
- नाइट्रोजन सिलेंडर खोलें वाल्व एच और ई खोलकर मिक्सर में संपीड़ित गैस का परिचय दें। जब गैस मिश्रक तक पहुंचती है, बंद वाल्व एच और गैस सिलेंडर
- ओपन वाल्व ए। संपीड़ित गैस चूषण ट्यूब के माध्यम से संचरण लूप में कच्चे तेल के नमूने को धक्का देगा। जब कच्चे तेल का नमूना वाल्व सी से चित्रा 1 में नीचे टपकाता है, तो पूरे सिस्टम को कच्चे तेल के नमूने द्वारा तैयार किया गया है।
- शेष गैस को जारी करने के लिए ओपन वाल्व एफ बंद वाल्व सी और खुले वाल्व डी। थोड़ी देर के लिए तरल पदार्थ प्रसार करने के लिए गियर पंप चालू करें। कच्चे तेल के नमूने के चिपचिपापन पर निर्भर करते हुए, यह 1 से 5 घंटे ले सकता है।
नोट: मिक्सर में पेश किए गए संकुचित नाइट्रोजन का दबाव कच्चा तेल के नमूने की चिपचिपाहट पर निर्भर करता है। अगर कच्चे तेल के नमूने की चिपचिपाहट 5 पाउंड से अधिक है, तो संकुचित गैस का दबाव 15 बार से बड़ा हो सकता है।
- डबल अंतराल ज्यामिति के दबाव सेल के साथ प्रणाली प्रधानमंत्री।
नोट: कृपया वाल्व लगाने के लिए चित्रा 2 को देखें।- टी निकालेंवह दबाव सिर के दबाव सिर और मापने के सिलेंडर
- बंद वाल्व ए, डी, ई, एफ, जी, एच और आई ओ ओपन वाल्व सी।
- नाइट्रोजन सिलेंडर खोलें वाल्व एच और ई खोलकर संपीड़ित गैस को मिक्सर में पेश करें। जब गैस मिक्सर पर पहुंचती है, तो करीब वाल्व एच और गैस सिलेंडर।
- ओपन वाल्व ए। संपीड़ित गैस चूषण ट्यूब के माध्यम से संचरण लूप में कच्चे तेल के नमूने को धक्का देगा। जब कच्चे तेल का नमूना सिर्फ डबल अंतराल ज्यामिति के अंदरूनी हिस्से को विसर्जित करता है, तो खुले वाल्व एफ मिक्सर में दबाव को छोड़ देता है।
- गियर पंप चालू करें सावधानी से गियर पंप रोटेशन स्पीड को समायोजित करें सुनिश्चित करें कि दबाव सेल में प्रवेश प्रवाह दर, जो गियर पंप द्वारा निर्धारित होती है, दबाव सेल से आउटलेट प्रवाह की दर से कम या उसके बराबर होती है, जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा निर्धारित होती है। जब गियर पंप की एक उचित रोटेशन की गति मिल जाती है और कच्चे तेल के नमूने वाल्व सी से नीचे टपकाव कर रहे हैं, तो पूरे सिस्टम को तेल द्वारा शुरू किया गया है। टीमुर्गी गियर पंप बंद करें
- दबाव सेल 10 पर मापने वाले सिलेंडर और दबाव सिर को माउंट करें बंद वाल्व सी और खुले वाल्व डी। द्रव को प्रसारित करने के लिए गियर पंप को चालू करें।
नोट: अगर कच्चे तेल का नमूना पानी के समान चिपचिपाहट होता है, तो 3 से 4 बार के दबाव वाले संपीड़ित गैस पर्याप्त होती है।
4. सिस्टम में शेष वॉल्यूम को खाली करना
- चित्रा 1 या चित्रा 2 में वाल्व ए और डी बंद करें। वैक्यूम पंप को वाल्व एफ से कनेक्ट करें। 15 मिनट के लिए वैक्यूम पंप चालू करें।
- वाल्व बंद करें और फिर वैक्यूम पंप को बंद करें।
5. मिक्सर में सीओ 2 का परिचय
- समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति के दबाव सेल के साथ
- ओपन वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर चित्रा 1 में । ओपन वाल्व डी में चित्रा 1 li>
- सीओ 2 प्रणाली में शेष स्थान को भरने के बाद, सीओ 2 को रोकने के लिए सिलिंडर को बहने से रोकने के लिए करीब वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर।
- डबल अंतर ज्यामिति के दबाव सेल के साथ
- ओपन वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर चित्रा 2 में चित्रा 2 में ओपन वाल्व डी और आई
- सीओ 2 प्रणाली में शेष स्थान को भरने के बाद, सीओ 2 को रोकने के लिए सिलिंडर को बहने से रोकने के लिए करीब वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर।
6. तापमान और दबाव की स्थापना
- मिक्सर और रियोमीटर के लिए वांछित तापमान का मूल्य इनपुट करें। पाइपलाइन नेटवर्क के हीटिंग सिस्टम में इच्छित तापमान का मूल्य इनपुट करें। सिरिंज पंप को वांछित दबाव मान इनपुट करें
- तापमान और स्थिर करने के लिए दबाव की प्रतीक्षा करें।
- गियर पंप के डाउनस्ट्रीम और अपस्ट्रीम में वाल्व खोलें।
8. मिक्सर में वॉल्यूम की निगरानी और मिश्रण चिपचिपापन
- प्रत्येक 6 घंटे के लिए सिरिंज पंप में मात्रा का रिकॉर्ड रिकॉर्ड करें
- प्रत्येक 6 घंटे के बाद, उत्तेजक और गियर पंप बंद करें रेमोमीटर के माध्यम से मिश्रण की चिपचिपाहट को मापें। चिपचिपापन माप 5 मिनट के निपटान के समय से शुरू होता है, और फिर 10 एस -1 के लगातार कतरनी दर पर चिपचिपापन का उपाय
- जब वॉल्यूम और चिपचिपापन मान दो परिणामस्वरूप माप के बीच काफी अंतर (> 4%) दिखाते हैं, मिश्रण जारी रखने के लिए फिर से गियर पंप और स्पीकर चालू करें। जब दोनों मात्रा और चिपचिपाहट माप मूल्यों (≤ 4%) में कोई परिवर्तन नहीं दिखाते हैं, तो सीओ 2 और कच्चे तेल के नमूने के बीच संतुलन पुष्टि की जाती है।
- रियरोलॉजी मापन के लिए गियर पंप और स्पीकर बंद करें।
ध्यान दें:कच्ची तेल के नमूने की चिपचिपाहट के आधार पर मिश्रण अवधि 1 से 2 दिनों तक रह सकती है।
9. Rheology मापन का प्रदर्शन
- समाक्षीय सिलेंडर ज्यामितीय दबाव सेल 9 के साथ
- Rheology माप के लिए चित्रा 1 में बंद वाल्व ए और डी। 0.5 मिनट के लिए 10 एस -1 की कतरनी दर पर मिश्रण को प्री-शीरर करें 1 मिनट के लिए मिश्रण को आराम करो
- 500 एस -1 से 10 एस -1 के कतरनी दर पर मिश्रण चिपचिपाहट को मापें प्रत्येक कतरनी दर पर, कतरनी दर समायोजन समय 0.2 मिनट है। प्रत्येक कतरनी दर चरण में माप की अवधि शोर दर समायोजन समय को छोड़कर, लघुगणक रूप से 0.5 मिनट से 1 मिनट तक बढ़ जाती है।
- डबल अंतर ज्यामिति के दबाव सेल 10 के साथ
- Rheology माप के लिए चित्रा 2 में वाल्व ए और डी बंद करें। पूर्व कतरनी0.5 मिनट के लिए 10 एस -1 की कतरनी दर पर मिश्रण 1 मिनट के लिए मिश्रण को आराम करो
- कतरनी दर पर 250 एस -1 से 10 एस -1 के मिश्रण चिपचिपाहट को मापें प्रत्येक कतरनी दर पर, कतरनी दर समायोजन समय 0.2 मिनट है। प्रत्येक कतरनी दर चरण में माप की अवधि शोर दर समायोजन समय को छोड़कर, लघुगणक रूप से 0.5 मिनट से 1 मिनट तक बढ़ जाती है।
10. अगला वांछित मूल्य के लिए दबाव बढ़ाना
- समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति के दबाव सेल के साथ
- चित्रा 1 में वाल्व ई बंद करें
- वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर खोलकर सिरिंज पंप में अधिक सीओ 2 का परिचय दें। बंद वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर मिक्सर को अधिक सीओ 2 जोड़ने के लिए ओपन वाल्व ई।
- यदि दबाव वांछित मूल्य से कम है, तो अधिक सीओ 2 को दोहराएं
- इनपुट नए दबाव सेट पोसिरिंज पंप में इंट स्थिर करने के लिए दबाव की प्रतीक्षा करें।
- डबल अंतर ज्यामिति के दबाव सेल के साथ
- चित्रा 2 में वाल्व ई और मैं बंद करें
- वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर खोलकर सिरिंज पंप में अधिक सीओ 2 का परिचय दें। बंद वाल्व जी और सीओ 2 सिलेंडर खुले वाल्व ई और मैं मिश्रक को अधिक सीओ 2 जोड़ने के लिए।
- अगर दबाव वांछित मूल्य से कम है, तो अधिक सीओ 2 की शुरुआत करने के लिए दोहराए कदम।
- सिरिंज पंप में नया दबाव सेट बिंदु इनपुट करें। स्थिर करने के लिए दबाव की प्रतीक्षा करें।
नोट: उच्च दबावों पर व्याकरण माप के लिए चरण 7 से 10 के दोहराएं।
Representative Results
जैउटा क्रूड ऑयल और इसके सीओ 2 संतृप्त मिश्रण का रेहोलॉजी माप, समाक्षीय सिलेंडर ज्यामिति के दबाव कोशिका का उपयोग करते हुए 50 डिग्री सेल्सियस पर, चित्रा 5 और चित्रा 6 द्वारा दिखाया गया है। चित्रा 5 परिवेश से 100 बार तक माप को दर्शाता है, जबकि चित्रा 6 में माप 120 बार से 220 बार दिखाता है। इसके अलावा, चित्रा 7 सापेक्षिक चिपचिपापन को दर्शाता है, जो निम्न कतरनी दर पर चिपचिपापन के लिए दी गई कतरनी दर पर चिपचिपापन का अनुपात है। चित्रा 7 में धराशायी रेखाएं, ज्यामिति के बीयरिंग के घर्षण के कारण अधिकतम माप त्रुटि हैं।
डबल अंतर ज्यामिति के दबाव सेल का उपयोग करते हुए पतला ज़ुआट कच्चे तेल के 50 डिग्री सेल्सियस पर व्याकरण मापचित्रा 8 और 9 चित्रा से संतुष्ट, जबकि चित्रा 10 दबाव के लिए रिश्तेदार चिपचिपाहट 70 बार तक दिखाता है इसके अलावा, चित्रा 10 दिखाता है कि परिवेशी दबाव पर पतला कच्चा तेल न्यूटन के तरल पदार्थ के रूप में व्यवहार करता है। हालांकि, जब सीओ 2 का दबाव 30 बार से 60 बार होता है, तो कतरनी पतला प्रभाव देखा जाता है। 60 बार के ऊपर सीओ 2 के दबाव में, कतरनी पतली गायब हो जाती है और मिश्रण फिर से न्यूटोनियन तरल पदार्थ के रूप में व्यवहार करता है।
चित्रा 5 और चित्रा 6 से कोई यह देख सकता है कि सीओ 2 विघटन 100% तक कच्चे तेल के मिश्रण की चिपचिपाहट को काफी कम करता है। जब सीओ 2 का दबाव 100 बार से परे है, तो तेल का मिश्रण चिपचिपापन सीओ 2 दबाव बढ़ने से बढ़ता है, लेकिन बहुत कम दर पर।
चित्रा 8 द्वारा दिखाए गए पतले कच्चे तेल के संबंध में, सीओ 2 विज्ञापननृत्य नाटकीय रूप से 70 बार में न्यूनतम करने के लिए तेल मिश्रण चिपचिपाहट कम कर देता है जैसा कि सीओ 2 का दबाव 70 बार ( चित्रा 9 ) से अधिक हो जाता है, उच्च सीओ 2 दबाव तेल चिपचिपाहट में वृद्धि का कारण बनता है।
Seifried एट अल द्वारा अध्ययन के अनुसार 11 , दोनों मूल और पतला ज़ुआट कच्चे तेल में, asphaltene वर्षा की शुरुआत 80 बार ऊपर CO 2 के दबाव में होती है। हालांकि, हमारे रियोलॉजी प्रयोगों में जब दबाव 80 बार से अधिक होता है, तो कच्चे तेल / सीओ 2 का मिश्रण न्यूटनियन तरल पदार्थ के रूप में व्यवहार करता है। इसका मतलब यह है कि asphaltene वर्षा इस मिश्रण के rheological गुणों में परिवर्तन नहीं करता है।
पतला कच्चे तेल के लिए रियालॉजी परिणाम भी दिलचस्प हैं: इस मामले में सीओ 2 विघटन गैर-न्यूटनियन व्यवहार को जन्म देता है, जो केवल ऐपसीओ 2 दबाव की एक निश्चित श्रृंखला में कान CO 2 के अतिरिक्त द्वारा प्रेरित कतरनी पतली प्रभाव के लिए यहां दो अटकलें दी गई हैं।
पहली अटकलें हैं कि गैर-न्यूटनियन व्यवहार सीओ 2 विघटन के तहत एसिफोल्टेन अणुओं द्वारा गठित micelles के कारण होता है कच्चे तेल में भंग होने वाला सीओ 2, asphaltene समुच्चय के ढांचे पर इसकी कार्रवाई द्वारा सिस्टम की महत्वपूर्ण सूक्ष्म एकाग्रता (सीएमसी) को कम कर सकता है, और यह 12 के बीच के बीच अधिक से अधिक बातचीत कर सकता है। 30 से 60 बार के दबाव में, डामर वाल आकर्षण बल 13 के प्रभावी रेंज के भीतर एस्फाल्टीन माइकलल्स के बीच की दूरी हो सकती है। इस प्रकार, एक एसोसिएटिंग नेटवर्क मिनेल में बनता है और कतरनी पतली प्रभाव का कारण बनता है। हालांकि, जब दबाव 60 बार से ऊपर होता है, तो विलायक या गैर-asphaltene अणुओं पर सीओ 2 प्रभाव डोम होता हैजिसमें सीएमसी बढ़ाना होता है इसलिए, asphaltene micelles अस्थिर कर रहे हैं, और परिणामी सहयोगी नेटवर्क गायब हो जाता है।
दूसरी अटकलें दृश्य के चरण व्यवहार बिंदु पर आधारित होती हैं। 30 और 60 बार के बीच सीओ 2 के दबाव में, एक सीओ 2 अमीर तरल चरण उत्पन्न हो सकता है, जो मिश्रण को तरल तरल-वाष्प (एलएलवी) प्रणाली बना देता है दो तरल चरणों की समान घनत्व के कारण सरगर्मी और संचलन द्वारा मिश्रण के माध्यम से इन दो तरल पदार्थों का पायसन बनाया जा सकता है। पायस के फैलाव चरण के रूप में, सीओ 2 समृद्ध तरल चरण को कच्चे तेल में डामर से स्थिर किया जा सकता है। यह पायस नॉन-न्यूटन के व्यवहार से पता चलता है क्योंकि फैलाने वाले चरण से एक सहयोगी नेटवर्क बढ़ जाता है। हालांकि, जब अधिक सीओ 2 60 बार से अधिक दबाव में तेल के मिश्रण में भंग हो जाता है, तो दो तरल चरण दोबारा मिटती जा रहे हैं। परिणाम एक है तरल-वाष्प (एलवी) प्रणाली में सीओ 2 अमीर वाष्प के साथ एक कच्चा तेल समृद्ध तरल युक्त समृद्ध द्रव्य और क्रूड ऑयल अमीर तरल चरण न्यूटनियन तरल पदार्थ के रूप में व्यवहार करता है।
चित्रा 5. सीओ 2 के साथ ज़ुआता भारी कच्चे तेल के लिए 50 डिग्री सेल्सियस और विभिन्न कतरनी दर पर चिपचिपापन माप। 
, कम कतरनी दर सीमा; 
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चित्रा 6. Zuata भारी कच्चे तेल के लिए चिपचिपापन माप सीओ 2 के साथ 50 डिग्री सेल्सियस और विभिन्न कतरनी दर पर। , कम कतरनी दर सीमा; 
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चित्रा 7. चित्रा 7. सीओ 2 के साथ Zuata कच्चे तेल के लिए 50 डिग्री सेल्सियस और विभिन्न कतरनी दर पर रिश्तेदार चिपचिपाहट। - -, माप अस्थिरता सीमा; , व्यापक दवाब; , 20 बार; Src = "/ files / ftp_upload / 55749 / 55749_orangeDot.jpg" />, 40 बार;
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, 220 बार हू एट अल की अनुमति के साथ पुनर्प्रकाशित 15 कॉपीराइट 2016 अमेरिकी केमिकल सोसायटी इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 8. सीओ 2 के साथ पतला कच्चे तेल के लिए चिपचिपापन माप 50 डिग्री सेल्सियस और विभिन्न कतरनी दर पर।
, कम कतरनी दर सीमा; 
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चित्रा 9. सीओ 2 के साथ पतला कच्चे तेल के लिए चिपचिपापन माप 50 डिग्री सेल्सियस और विभिन्न कतरनी दर पर। , कम कतरनी दर सीमा; , 80 बार; , 100 बार; , 120 बार; 
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चित्रा 10 चित्रा 10. 50 डिग्री सेल्सियस और विभिन्न कतरनी दर पर सीओ 2 के साथ पतला कच्चे तेल के लिए रिश्तेदार चिपचिपाहट। - -, माप अस्थिरता सीमा; , 1 बार; , 10 बार; , 20 बार;Tp_upload / 55749 / 55749_l ग्रीनडियमंड.जेपीजीजी "/>, 30 बार; , 40 बार; , 50 बार; , 60 बार; 
, 70 बार इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
Discussion
ऑपरेशन में दो चरण महत्वपूर्ण हैं। पहले एक कच्चे तेल के नमूने द्वारा पूरे सिस्टम भड़काना है क्रूड ऑयल के नमूने के साथ सिस्टम को भर कर, गियर पंप को तेल के नमूने से अच्छी तरह से चिकनाई किया जा सकता है, और परिसंचरण पाश में किसी भी रुकावट को आसानी से पहचाना जा सकता है। इस प्रकार गियर पंप क्षति से रोका जा सकता है। दूसरा महत्वपूर्ण चरण समय-समय पर सीओ 2 और कच्चे तेल के बीच संतुलन की पुष्टि करने के लिए मिश्रण चिपचिपाहट की निगरानी करता है। यह देखते हुए कि सीओ 2 और चिपचिपा भारी कच्चा तेल 16 के बीच संतुलन तक पहुंचने में काफी समय लगता है, रेलोलॉजी मापन का प्रदर्शन बहुत जल्दी से तेल चिपचिपापन पर सीओ 2 के प्रभाव को कम करेगा। इसलिए, जब चिपचिपापन मापा एक स्थिर मूल्य (4% से कम परिवर्तन) तक पहुंचता है, तो क्या मिश्रण को CO 2 के साथ संतुलन में माना जा सकता है
वर्तमान माप प्रणाली केवलसीओ 2 संतृप्त मिश्रण के rheology माप की अनुमति देता है अंडर-संतृप्त मिश्रण को मापने के लिए, सीओ 2 स्ट्रीम में एक अपस्ट्रीम वाहक पेश किया जा सकता है। सीओ 2 को अपस्ट्रीम वाहक से पहले और फिर स्रोत से पृथक किया जाएगा, जिससे कि सीओ 2 की मात्रा मात्रा के द्वारा नियंत्रित हो सकती है और अपस्ट्रीम जहाज में दबाव हो सकता है। इस मामले में सिस्टम का कुल दबाव एक निष्क्रिय गैस द्वारा नियंत्रित किया जाएगा, जैसे हीलियम करिज़नोवी एट अल सीओ 2 के भौतिक गुणों और भारी कच्चे तेल के मिश्रण 17 को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण पर अच्छी समीक्षा प्रदान करता है। संशोधन उन पेपर में समीक्षा की गई प्रणालियों का उल्लेख कर सकते हैं।
यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि यहां वर्णित प्रणाली किसी भी गैस-तरल मिश्रण के व्याकरण को माप सकते हैं; इसलिए इसका आवेदन कच्चे तेलों तक सीमित नहीं है उदाहरण के लिए, इसका इस्तेमाल सीओ 2 के प्रभाव को मापने के लिए किया जा सकता हैपिकरिंग पायसन की ईोलॉजी 18 , 1 9 और गैस से प्रेरित प्लास्टिक वैल्यूशन 6 । रेमोमीटर दबाव सेल में विद्युत चालकता माप उपकरण को पेश करने से, emulsions के कतरनी प्रेरित चरण उलटा पर गैस विघटन का प्रभाव भी 20 , 21 , 22 , 23 का अध्ययन किया जा सकता है।
Disclosures
लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
लेखक कतर कार्बोनेट्स और कार्बन स्टोरेज रिसर्च सेंटर (क्यूसीसीएसआरसी) से कथित तौर पर कतर पेट्रोलियम, शैल और कतर साइंस एंड टेक्नोलॉजी पार्क द्वारा संयुक्त रूप से उपलब्ध कराए गए धन से आभारी हैं। कच्चे तेल के नमूने प्रदान करने के लिए लेखक, फ्रांस वैन डेन बर्ग (शैल ग्लोबल सॉल्यूशंस, एम्स्टर्डम, नीदरलैंड्स) को धन्यवाद देते हैं।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Heavy Crude Oil | Shell | N/A | Produced from the Zuata oil flied. Used without further treatment |
| Toluene | Sigma-Aldrich | 244511-2L | Anhydrous, 99.8%. Used without further treatment |
| CO2 | BOC | 111304-F | CP Grade. Used without further treatment |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Syringe Pump | Teledyne ISCO | 65D | |
| Mixer | Parr Instruments | 4651 | Vessel volume 250 mL. Mounted on a series 4923EE bench-top heater |
| Gear Pump 1 | Polymer Systems Inc. | CIP-12/1.5 | Used with CC29/Pr pressure cell for high viscosity fluids. |
| Gear Pump 2 | Micropump | GAH X21 | Used with DG35.12/Pr pressure cell for low viscosity fluids. |
| Rheometer | Anton Paar | MCR301 | |
| Pressure cell 1 | Anton Paar | CC29/Pr | With flow-through configuration. Used for high viscosity fluids. Coaxial cylinder geometry |
| Pressure cell 2 | Anton Paar | DG35.12/Pr | With flow-through configuration. Used for low viscosity fluids. Double gap geometry |
References
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