Επισκόπηση
Δημοσιεύθηκε μια εργασία για παρουσίαση στο Συνέδριο Βελτιωμένης Ανάκτησης Πετρελαίου SPE (Society of Petroleum Engineers) που είχε αρχικά προγραμματιστεί να πραγματοποιηθεί στο Tulsa, OK, ΗΠΑ, 18 - 22 Απριλίου 2020. Λόγω του COVID-19, η φυσική εκδήλωση αναβλήθηκε έως τις 31 Αυγούστου - 4 Σεπτεμβρίου 2020 και άλλαξε σε εικονικό συμβάν. Η εργασία με τίτλο «Μέτρηση ιδιοτήτων μεταφοράς και πυκνότητας διμεθυλαιθέρα DME και μιγμάτων νερού / άλμης» και συγγραφέας των Jingyu Cui και Yunying Qi, Shell Global Solutions US Inc. Birol Dindoruk, Shell International Exploration and Production Inc.
Σε αυτό το άρθρο, οι συγγραφείς παρουσιάζουν νέα δεδομένα σχετικά με τις συστηματικές μετρήσεις πυκνότητας και ιξώδους για το DME και το νερό για πρώτη φορά. Δεν βρέθηκαν συστηματικά δεδομένα ιξώδους για συστήματα DME-άλμης, ειδικά για την κατάσταση ενδιαφέροντος (συνθήκες δεξαμενής), επομένως έχουν αναπτύξει το Rheonics DVM για να πάρει τα δεδομένα πυκνότητας και ιξώδους κάτω από σκληρές, επιθετικές συνθήκες και να χρησιμοποιήσει τα δεδομένα για να δημιουργήσει και να επικυρώσει εξισώσεις πυκνότητας και ιξώδους για μείγματα άλμης - DME. Τέτοια βασικά δεδομένα μεταφοράς είναι απαραίτητα για να μπορούμε να αξιολογήσουμε το δυναμικό έγχυσης DME/DEW για διάφορες εφαρμογές, από EOR/IOR έως διέγερση κοντά στο φρεάτιο.
Συνέδριο Βελτιωμένης Ανάκτησης Πετρελαίου SPE
Μέτρηση ιδιοτήτων μεταφοράς και πυκνότητας διμεθυλαιθέρα DME και μιγμάτων νερού / άλμης
Jingyu Cui και Yunying Qi, Shell Global Solutions US Inc? Μπιρόλ Ντιντόρουκ, Η Shell International Exploration and Production Inc.
Εκδότης: Εταιρεία Μηχανικών Πετρελαίου (SPE)
Έγγραφο που παρουσιάστηκε στο Συνέδριο Βελτιωμένης Ανάκτησης Πετρελαίου SPE, 31 Αυγούστου – 4 Σεπτεμβρίου 2020
Αριθμός χαρτιού: SPE-200314-MS
DOI: https://doi.org/10.2118/200314-MS
Περίληψη
Ο διμεθυλαιθέρας (DME) θεωρείται πιθανός παράγοντας EOR Enhanced Oil Recovery για βελτιωμένη πλημμύρα. Λόγω της αναμίξιμης πρώτης επαφής του σε υδρογονάνθρακες και μερική υψηλή διαλυτότητα σε νερό / άλμη, διαχωρίζεται κατά προτίμηση στη φάση του υδρογονάνθρακα κατά την επαφή όταν το διάλυμα DME-άλμης εγχέεται στη δεξαμενή. Ως αποτέλεσμα, το υπολειμματικό λάδι διογκώνεται και το ιξώδες του μειώνεται το οποίο με τη σειρά του οδηγεί σε σημαντικά υψηλότερη τελική ανάκτηση λαδιού. Η ποσότητα της διόγκωσης και της μείωσης του ιξώδους εξαρτάται από την έκταση του διαμερίσματος DME και τη διαθεσιμότητά του μαζί με την πίεση και τη θερμοκρασία του συστήματος. Στη ζώνη ανάμιξης DME-oil και στη ζώνη DME-νερού, η εκτίμηση του ιξώδους DME-υδρογονάνθρακα και DME-νερού είναι ζωτικής σημασίας για την αξιολόγηση και την κατανόηση της απόδοσης της πλημμύρας DME (DEW) σε δεξαμενή ή εργαστηριακή / πιλοτική κλίμακα . Μεταξύ αυτών, δεν υπάρχουν συστηματικά δεδομένα ιξώδους για συστήματα DME-άλμης, ειδικά για την κατάσταση ενδιαφέροντος (συνθήκες δεξαμενής). Το ιξώδες του DME-Hydrocarbon ακολουθεί τους παραδοσιακούς κανόνες ανάμειξης και τις προσδοκίες αρκετά καλά. ενώ το ιξώδες του DME-νερού φαίνεται να παρουσιάζει πολύ διαφορετική συμπεριφορά από το αναμενόμενο. Σε αυτό το άρθρο, παρουσιάζουμε για πρώτη φορά νέα δεδομένα σχετικά με τις συστηματικές μετρήσεις πυκνότητας και ιξώδους για DME και Νερό. Τέτοια βασικά δεδομένα μεταφοράς είναι απαραίτητα για να αξιολογηθεί το δυναμικό έγχυσης DME / DEW για διάφορες εφαρμογές, από EOR / IOR έως σχεδόν διέγερση φρεατίων.
Μερικά από τα σημαντικά χαρακτηριστικά αυτής της μελέτης είναι:
- Νέα δεδομένα για τη βιβλιογραφία που θα χρησιμοποιηθούν για DME και DME ενισχυμένη πλημμύρα νερού
- Ανάπτυξη συσχέτισης για το μετρούμενο
Στιγμιότυπα χαρτιού
Εισαγωγή
Οι ιδιότητες μεταφοράς, ιδίως εκείνες του ιξώδους, είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή πετρελαίου τόσο από άποψη λειτουργίας όσο και από οικονομική άποψη. Δεδομένου ότι το DME είναι ένα πολικό συστατικό, δεν ήταν προφανές ότι οι ιδιότητες μεταφοράς του συστήματος DME-νερού / άλμης θα ακολουθήσουν τις αναμενόμενες τάσεις και τους κανόνες ανάμειξης (δηλαδή, συμπεριφορά αερίων αλκανίου με υδατικά διαλύματα).
Με βάση τη συμπτωματική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, πιστεύεται ότι το διάλυμα DME-άλμης πρέπει να έχει υψηλότερο ιξώδες από το καθαρό διάλυμα άλμης εκτός εάν υπάρχουν άλλοι παράγοντες. Οι προκαταρκτικές μετρήσεις ιξώδους επιβεβαίωσαν αυτήν την υπόθεση (Σχήμα 3). Επομένως, απαιτείται μια βαθύτερη ματιά σε αυτό το απροσδόκητο υψόμετρο σε σχέση με το νερό. Ωστόσο, δεν υπάρχει γνωστό αριθμητικό εργαλείο που να ήταν σε θέση να προβλέψει και να αντιπροσωπεύσει σωστά αυτήν τη συμπεριφορά.
Σχήμα 3 - Προκαταρκτικές μετρήσεις ιξώδους για γρήγορη ματιά στο ιξώδες του συστήματος DME-άλμης στους 20 C (Ακατέργαστα δεδομένα: δεν πραγματοποιήθηκαν διορθώσεις πίεσης και θερμοκρασίας, όπως φαίνεται στην τάση πίεσης νερού).
Για να μπορέσουμε να εξηγήσουμε τις παρατηρήσεις μας στο εργαστήριο και να καλύψουμε αυτό το κενό στο πλαίσιο των απαραίτητων δεδομένων για να εξηγήσουμε και να σχεδιάσουμε εργαστηριακά πειράματα και να επιτρέψουμε πιο αξιόπιστες προβλέψεις σε διάφορες κλίμακες, έχουμε σχεδιάσει ένα ολοκληρωμένο πειραματικό πρόγραμμα για να το αντιμετωπίσουμε και να αναπτύξουμε μια τάση σύλληψης τύπου ή κανόνας ανάμιξης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συμπλήρωση απαιτήσεων περιγραφής υγρού για προσομοιωτές δεξαμενών ή άλλα εργαλεία για την πρόβλεψη ιξώδους DME-άλμης και επίσης πυκνότητας. Για να το επιτύχουμε αυτό, ακολουθήσαμε τα παρακάτω βήματα.
- Μετρήστε το ιξώδες και την πυκνότητα για διάλυμα νερού DME-DI, καλύπτοντας από καθαρό νερό έως όριο διαλυτότητας DME σε διάφορες θερμοκρασίες και πιέσεις.
- Αναπτύξτε έναν κανόνα ανάμιξης ιξώδους για να προβλέψετε τις ιδιότητες του μείγματος χρησιμοποιώντας καθαρές ιδιότητες DME και νερού (άλμη).
Εξοπλισμός και βαθμονόμηση
Η πυκνότητα και το ιξώδες του μίγματος νερού DME-DI (Άλμη) μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας Rheonics DVM. Αυτός ο εξοπλισμός παρουσιάζει σαφές πλεονέκτημα στη μέτρηση του ιξώδους για υδατικά συστήματα σε σύγκριση με το ηλεκτρομαγνητικό ιξωδόμετρο (EMV), καθώς μπορεί να αποφέρει ταυτόχρονη μέτρηση της πυκνότητας και του ιξώδους. Επιπλέον, Rheonics Το DVM μπορεί να πραγματοποιήσει ενσωματωμένες μετρήσεις τόσο της πυκνότητας όσο και του ιξώδους σε πιέσεις διεργασίας έως 30,000 psi (2000 bar) και θερμοκρασία από −20°C έως 200°C με χρόνο απόκρισης περίπου 1 δευτερόλεπτο ανά ένδειξη.
Το DVM είναι μια ενσωματωμένη μονάδα για τη μέτρηση του ιξώδους, της πυκνότητας και της θερμοκρασίας του ρευστού που ρέει μέσω της μονάδας. Η ηλεκτρονική μονάδα ροής βασίζεται στον αισθητήρα πυκνότητας και ιξώδους του DVM. Η μονάδα διαθέτει κανάλι ροής με εσωτερική διάμετρο 12 mm. Ο αισθητήρας είναι τοποθετημένος παράλληλα με τη διαδρομή ροής του υγρού και αφαιρεί τυχόν νεκρές ζώνες στη ροή του υγρού. Η τυπική μονάδα διαθέτει συνδέσεις Swagelok που μπορούν να αντικατασταθούν με άλλες κατάλληλες συνδέσεις με σπείρωμα. Ένα στεγανοποιητικό Teflon μειώνει κάθε πιθανότητα εισροής υγρού στο νήμα του συνδετήρα. Ο αισθητήρας DVM είναι τοποθετημένος με κοχλιωτό μπουλόνι για εύκολη αφαίρεση για καθαρισμό και αντικατάσταση. Έχει απλή, συμπαγή και στιβαρή κατασκευή (Βλέπε σχήμα 4).
Εικόνα 4-Rheonics Ενσωματωμένο μοντέλο DVM
The Rheonics Το DVM μετρά το ιξώδες και την πυκνότητα μέσω ενός στρεπτικού συντονιστή, το ένα άκρο του οποίου είναι βυθισμένο στο υπό δοκιμή ρευστό. Όσο πιο ιξώδες είναι το ρευστό, τόσο μεγαλύτερη είναι η μηχανική απόσβεση του συντονιστή. Με τη μέτρηση της απόσβεσης, το γινόμενο του ιξώδους και της πυκνότητας μπορεί να υπολογιστεί με Rheonicsιδιόκτητους αλγόριθμους. Η αρχική μας εργασία έδειξε ότι ο προμηθευτής αλγορίθμων που παρείχε δεν έλαβε υπόψη την επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στον εξοπλισμό. Ο προμηθευτής εφάρμοσε αυτήν την είσοδο για να βελτιώσει τους αλγόριθμούς του και να οδηγήσει σε πιο συνεπή παράγοντα διόρθωσης. Όσο πιο πυκνό είναι το υγρό, τόσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα συντονισμού. Ένα πιο πυκνό ρευστό αυξάνει τη φόρτιση μάζας του συντονιστή. Ο συντονιστής διεγείρεται και γίνεται αντιληπτός μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού μετατροπέα τοποθετημένου στο σώμα του αισθητήρα.
Η απόσβεση μετριέται με ανίχνευση και αξιολόγηση ηλεκτρονικών και επιτυγχάνεται σταθερή, υψηλή ακρίβεια και επαναλαμβανόμενες αναγνώσεις βάσει της αποκλειστικής τεχνολογίας [6] gated phase-lock loop.
Για να μετατραπούν οι ακατέργαστες μετρήσεις σε φυσικά πιο ακριβείς μετρήσεις, χρειάστηκαν παράμετροι διόρθωσης συσκευής για το συγκεκριμένο μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε. Αυτοί οι διορθωτικοί παράγοντες παρασχέθηκαν από τον κατασκευαστή τόσο για το ιξώδες όσο και για την πυκνότητα.
Δεδομένα που συλλέχθηκαν με το DVM για αυτήν τη μελέτη
Ιξώδες και πυκνότητα νερού DI στους 35 ° C
Πραγματοποιήθηκαν εκτελέσεις βαθμονόμησης πριν από τις πλήρεις μετρήσεις σε διαλύματα DME-Water. Είναι σημαντικό να βαθμονομηθεί το σύστημα με ένα γνωστό υγρό για να κριθεί η ακρίβεια της μέτρησης. Ως αποτέλεσμα, το νερό DI επιλέγεται για το σκοπό αυτό για δύο λόγους:
- Το ιξώδες του νερού DI διατίθεται σε ένα ευρύ φάσμα πιέσεων και θερμοκρασιών που περιέχει τον τομέα ενδιαφέροντος PT.
- Το ενδιαφέρον αυτής της μελέτης είναι σε μεγάλο βαθμό σε υδατικά διαλύματα που καθιστούν το νερό ιδανικό υποψήφιο για βαθμονόμηση του
Τα πειράματα βαθμονόμησης πραγματοποιήθηκαν στους 35C. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με δεδομένα NIST στην ίδια θερμοκρασία. Τα σχήματα 5 και 6 δείχνουν καλή συμφωνία μεταξύ των μετρημένων δεδομένων ιξώδους και πυκνότητας και εκείνων των δεδομένων NIST.
Εικόνα 5 - Ιξώδες του νερού DI στους 35 C.
Σχήμα 6 - Πυκνότητα νερού DI στους 35 C.
Πυκνότητα μιγμάτων DME / DI νερού
Με βάση την πειραματική μήτρα στον Πίνακα 2, μετρήθηκε η πυκνότητα για μια σειρά μιγμάτων DME-DI νερού. Οι Πίνακες 3 έως 5 παρουσιάζουν τα πειραματικά δεδομένα σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες σε μορφή πίνακα.
Πίνακας 3 - Πυκνότητα διαλυμάτων DI νερού / DME στους 35 ° C.
| Πίεση | Συγκέντρωση | ||||
| ψια | 0% DME | 2% DME | 5% DME | 10% DME | 14% DME |
| 400 | 0.9967 | 0.9835 | 0.9656 | 0.9442 | 0.9188 |
| 725 | 0.9976 | 0.9844 | 0.9665 | 0.9452 | 0.9198 |
| 1450 | 0.9997 | 0.9863 | 0.9684 | 0.9472 | 0.9220 |
| 2175 | 1.0017 | 0.9882 | 0.9702 | 0.9492 | 0.9243 |
| 3000 | 1.0038 | 0.9903 | 0.9723 | 0.9514 | 0.9268 |
| 4000 | 1.0065 | 0.9930 | 0.9749 | 0.9540 | 0.9297 |
| 5000 | 1.0092 | 0.9955 | 0.9781 | 0.9567 | 0.9326 |
| 6000 | 1.0119 | 0.9981 | 0.9800 | 0.9592 | 0.9354 |
| 7000 | 1.0145 | 1.0007 | 0.9825 | 0.9618 | 0.9382 |
| 8000 | 1.0171 | 1.0032 | 0.9850 | 0.9644 | 0.9410 |
| 9000 | 1.0197 | 1.0058 | 0.9874 | 0.9669 | 0.9437 |
| 10000 | 1.0224 | 1.0083 | 0.9900 | 0.9695 | 0.9464 |
| 11000 | 1.0249 | 1.0108 | 0.9924 | 0.9720 | 0.9491 |
Πίνακας 4 - Πυκνότητα διαλυμάτων DI νερού / DME στους 50 ° C.
| Πίεση | Συγκέντρωση | ||||
| ψια | 0% DME | 2% DME | 5% DME | 10% DME | 14% DME |
| 400 | 0.9905 | 0.9769 | 0.9575 | 0.9348 | 0.9099 |
| 725 | 0.9914 | 0.9777 | 0.9581 | 0.9358 | 0.9108 |
| 1450 | 0.9933 | 0.9796 | 0.9603 | 0.9380 | 0.9134 |
| 2175 | 0.9953 | 0.9815 | 0.9622 | 0.9401 | 0.9159 |
| 3000 | 0.9975 | 0.9837 | 0.9644 | 0.9425 | 0.9186 |
| 4000 | 1.0001 | 0.9862 | 0.9669 | 0.9454 | 0.9218 |
| 5000 | 1.0027 | 0.9888 | 0.9695 | 0.9482 | 0.9249 |
| 6000 | 1.0054 | 0.9914 | 0.9721 | 0.9509 | 0.9281 |
| 7000 | 1.0079 | 0.9940 | 0.9747 | 0.9536 | 0.9310 |
| 8000 | 1.0105 | 0.9965 | 0.9772 | 0.9564 | 0.9339 |
| 9000 | 1.0131 | 0.9990 | 0.9797 | 0.9591 | 0.9368 |
| 10000 | 1.0157 | 1.0016 | 0.9823 | 0.9617 | 0.9397 |
| 11000 | 1.0182 | 1.0040 | 0.9848 | 0.9644 | 0.9425 |
Πίνακας 5 - Πυκνότητα διαλυμάτων DI νερού / DME στους 70 ° C.
| Πίεση | Συγκέντρωση | ||||
| ψια | 0% DME | 2% DME | 5% DME | 10% DME | 14% DME |
| 400 | 0.9800 | 0.9656 | 0.9443 | 0.9217 | 0.8936 |
| 725 | 0.9809 | 0.9665 | 0.9452 | 0.9228 | 0.8965 |
| 1450 | 0.9828 | 0.9686 | 0.9474 | 0.9251 | 0.9003 |
| 2175 | 0.9848 | 0.9705 | 0.9494 | 0.9274 | 0.9031 |
| 3000 | 0.9870 | 0.9724 | 0.9517 | 0.9300 | 0.9060 |
| 4000 | 0.9896 | 0.9751 | 0.9545 | 0.9330 | 0.9094 |
| 5000 | 0.9923 | 0.9777 | 0.9572 | 0.9360 | 0.9125 |
| 6000 | 0.9950 | 0.9804 | 0.9599 | 0.9390 | 0.9156 |
| 7000 | 0.9975 | 0.9830 | 0.9626 | 0.9419 | 0.9187 |
| 8000 | 1.0001 | 0.9856 | 0.9652 | 0.9448 | 0.9217 |
| 9000 | 1.0027 | 0.9881 | 0.9679 | 0.9476 | 0.9247 |
| 10000 | 1.0053 | 0.9907 | 0.9705 | 0.9503 | 0.9276 |
| 11000 | 1.0078 | 0.9932 | 0.9731 | 0.9531 | 0.9305 |
Το σχήμα 8 δείχνει ένα επιλεγμένο ισόθερμο για την πυκνότητα του διαλύματος DI / DME νερού. Όπως αναμενόταν, η πυκνότητα αυξάνεται καθώς αυξάνεται η πίεση και μειώνεται καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση DME. Το Σχήμα 9 δείχνει τη συμπεριφορά πυκνότητας ενός διαλύματος DI / DME (5 mol% DME) σε διαφορετικές θερμοκρασίες, η πυκνότητα μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.
Σχήμα 8 - Πυκνότητα διαλυμάτων DI / DME στους 35 ° C.
Σχήμα 9 - Πυκνότητα διαλύματος DI / 5 mol% DME σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Ιξώδες DME / DI μείγματος νερού
Παρομοίως, τα ιξώδη του DME / DI νερού μετρήθηκαν επίσης σε αντίστοιχες συγκεντρώσεις και συνθήκες. Οι πίνακες 6 και 8 παρουσιάζουν τα μετρημένα δεδομένα σε μορφή πίνακα.
Πίνακας 6 — Ιξώδη των διαλυμάτων DI νερού / DME στους 35 ° C.
| Πίεση | Συγκέντρωση | ||||
| ψια | 0% DME | 2% DME | 5% DME | 10% DME | 14% DME |
| 400 | 0.7350 | 0.8342 | 0.9346 | 1.0062 | 1.0010 |
| 725 | 0.7377 | 0.8344 | 0.9405 | 1.0132 | 1.0066 |
| 1450 | 0.7388 | 0.8361 | 0.9432 | 1.0231 | 1.0123 |
| 2175 | 0.7380 | 0.8387 | 0.9439 | 1.0301 | 1.0189 |
| 3000 | 0.7372 | 0.8412 | 0.9577 | 1.0384 | 1.0247 |
| 4000 | 0.7358 | 0.8439 | 0.9575 | 1.0488 | 1.0390 |
| 5000 | 0.7346 | 0.8457 | 0.9613 | 1.0570 | 1.0508 |
| 6000 | 0.7339 | 0.8498 | 0.9538 | 1.0612 | 1.0637 |
| 7000 | 0.7336 | 0.8520 | 0.9557 | 1.0658 | 1.0739 |
| 8000 | 0.7308 | 0.8535 | 0.9637 | 1.0663 | 1.0811 |
| 9000 | 0.7297 | 0.8551 | 0.9652 | 1.0772 | 1.0927 |
| 10000 | 0.7284 | 0.8527 | 0.9669 | 1.0857 | 1.1002 |
| 11000 | 0.7310 | 0.8519 | 0.9670 | 1.0943 | 1.1124 |
Πίνακας 7 — Ιξώδη των διαλυμάτων DI νερού / DME στους 50 ° C.
| Πίεση | Συγκέντρωση | ||||
| ψια | 0% DME | 2% DME | 5% DME | 10% DME | 14% DME |
| 400 | 0.5433 | 0.6181 | 0.6943 | 0.7121 | 0.7157 |
| 725 | 0.5441 | 0.6199 | 0.6948 | 0.7160 | 0.7073 |
| 1450 | 0.5471 | 0.6208 | 0.6973 | 0.7234 | 0.7111 |
| 2175 | 0.5481 | 0.6236 | 0.6969 | 0.7305 | 0.7237 |
| 3000 | 0.5499 | 0.6259 | 0.7005 | 0.7384 | 0.7329 |
| 4000 | 0.5520 | 0.6280 | 0.7071 | 0.7456 | 0.7444 |
| 5000 | 0.5552 | 0.6235 | 0.7045 | 0.7569 | 0.7531 |
| 6000 | 0.5557 | 0.6276 | 0.7074 | 0.7660 | 0.7602 |
| 7000 | 0.5579 | 0.6298 | 0.7092 | 0.7749 | 0.7715 |
| 8000 | 0.5607 | 0.6317 | 0.7128 | 0.7859 | 0.7756 |
| 9000 | 0.5612 | 0.6362 | 0.7175 | 0.7923 | 0.7852 |
| 10000 | 0.5630 | 0.6383 | 0.7198 | 0.7918 | |
| 11000 | 0.5635 | 0.6376 | 0.7216 | 0.8038 | 0.8035 |
Πίνακας 8 — Ιξώδη των διαλυμάτων DI νερού / DME στους 70 ° C.
| Πίεση | Συγκέντρωση | ||||
| ψια | 0% DME | 2% DME | 5% DME | 10% DME | 14% DME |
| 400 | 0.4003 | 0.4422 | 0.4791 | 0.4783 | 0.5041 |
| 725 | 0.4016 | 0.4402 | 0.4812 | 0.4789 | 0.4962 |
| 1450 | 0.4029 | 0.4420 | 0.4828 | 0.4985 | |
| 2175 | 0.4054 | 0.4437 | 0.4832 | 0.4859 | 0.5011 |
| 3000 | 0.4076 | 0.4451 | 0.4844 | 0.4898 | 0.5090 |
| 4000 | 0.4097 | 0.4468 | 0.4873 | 0.4952 | 0.5191 |
| 5000 | 0.4122 | 0.4494 | 0.4953 | 0.5003 | 0.5270 |
| 6000 | 0.4132 | 0.4522 | 0.4976 | 0.5068 | 0.5366 |
| 7000 | 0.4136 | 0.4517 | 0.5011 | 0.5137 | 0.5420 |
| 8000 | 0.4160 | 0.4540 | 0.5058 | 0.5206 | 0.5495 |
| 9000 | 0.4181 | 0.4551 | 0.5088 | 0.5259 | 0.5520 |
| 10000 | 0.4193 | 0.4561 | 0.5105 | 0.5330 | 0.5601 |
| 11000 | 0.4193 | 0.4564 | 0.5123 | 0.5351 | 0.5666 |
Το Σχήμα 10 δείχνει ότι το ιξώδες των διαλυμάτων DI νερού / DME αυξάνεται ελαφρώς καθώς αυξάνεται η πίεση, και επίσης αυξάνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης DME που είναι αντίθετη με τις προσδοκίες. Το σχήμα 11 δείχνει το ιξώδες διαλύματος DI / DME με 5 mol% DME σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Όπως αναμενόταν, το ιξώδες ενός τέτοιου διαλύματος μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.
Σχήμα 10 - Ιξώδες διαλυμάτων DI νερού / 5 mol% DME στους 35 ° C.
Σχήμα 11 - Ιξώδες διαλύματος DI / DME σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Προκειμένου να είναι δυνατή η πρόβλεψη της πυκνότητας και του ιξώδους ενός μεγάλου εύρους μιγμάτων DI νερού / DME, έχουν αναπτυχθεί συσχετισμοί με τη μορφή κανόνων ανάμιξης χρησιμοποιώντας το δημιουργημένο σύνολο πειραματικών δεδομένων και ιδιότητες καθαρών συστατικών.
Στην ακόλουθη ενότητα, χρησιμοποιώντας τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν, θα δείξουμε το εύρος της εγκυρότητας και της ακρίβειας των απλών συσχετιστικών εργαλείων που έχουμε αναπτύξει για συστήματα Brine-DME.
Επικύρωση εξισώσεων πυκνότητας για μίγματα άλμης-DME
Πίνακας 14 - Πυκνότητα διαλύματος άλμης / DME 3% κ.β. στους 35 C.
| Πειραματική πυκνότητα (g / cc) | Υπολογισμένη πυκνότητα (g / cc) | Σχετικό σφάλμα (%) | |||||||
| ψια | 2% DME | 5% DME | 8% DME | 2% DME | 5% DME | 8% DME | 2% DME | 5% DME | 8% DME |
| 400 | 1.0000 | 0.9832 | 0.9696 | 1.0006 | 0.9796 | 0.9612 | -0.06 | 0.37 | 0.87 |
| 725 | 1.0008 | 0.9840 | 0.9703 | 1.0016 | 0.9811 | 0.9630 | -0.08 | 0.30 | 0.75 |
| 1450 | 1.0026 | 0.9859 | 0.9721 | 1.0037 | 0.9840 | 0.9664 | -0.11 | 0.19 | 0.59 |
| 2175 | 1.0045 | 0.9877 | 0.9741 | 1.0057 | 0.9865 | 0.9693 | -0.13 | 0.13 | 0.49 |
| 3000 | 1.0066 | 0.9898 | 0.9762 | 1.0078 | 0.9889 | 0.9720 | -0.12 | 0.09 | 0.43 |
| 4000 | 1.0091 | 0.9924 | 0.9788 | 1.0101 | 0.9916 | 0.9749 | -0.11 | 0.08 | 0.40 |
| 5000 | 1.0116 | 0.9948 | 0.9813 | 1.0124 | 0.9939 | 0.9772 | -0.08 | 0.09 | 0.42 |
| 6000 | 1.0141 | 0.9973 | 0.9839 | 1.0145 | 0.9960 | 0.9793 | -0.04 | 0.13 | 0.47 |
Σχήμα 13 - Πυκνότητα 3% κ.β. άλμης / DME σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Συνολικά, ο προτεινόμενος κανόνας ανάμιξης για την πυκνότητα προβλέπει την πυκνότητα του μείγματος σε μεσαίες έως χαμηλές συγκεντρώσεις DME και ελαφρώς υποπροβλέπει σε υψηλότερες συγκεντρώσεις DME (δηλαδή, 8 mol%) ενώ οι αποκλίσεις εξακολουθούν να βρίσκονται εντός των αναμενόμενων περιθωρίων.
Επικύρωση εξισώσεων πυκνότητας για μίγματα άλμης-DME
Πίνακας 15 - Ιξώδες διάλυμα 3% κ.β. NaCl άλμη / DME στους 35 C.
| Πίεση | Πειραματικό ιξώδες (cp) | Υπολογισμένο ιξώδες (cp) | Σχετικό σφάλμα | |||||||
| ψια | 0% DME | 2% DME | 5% DME | 8% DME | 2% DME | 5% DME | 8% DME | 2% DME | 5% DME | 8% DME |
| 400 | 0.7537 | 0.8462 | 0.9535 | 1.0220 | 0.9209 | 0.9824 | 1.0392 | -8.82 | -3.03 | -1.68 |
| 725 | 0.7650 | 0.8485 | 0.9563 | 1.0159 | 0.9217 | 0.9838 | 1.0413 | -8.63 | -2.87 | -2.51 |
| 1450 | 0.7616 | 0.8332 | 0.9532 | 1.0201 | 0.9238 | 0.9869 | 1.0462 | -10.87 | -3.53 | -2.55 |
| 2175 | 0.7641 | 0.8334 | 0.9516 | 1.0313 | 0.9257 | 0.9899 | 1.0507 | -11.08 | -4.02 | -1.88 |
| 3000 | 0.7594 | 0.8388 | 0.9527 | 1.0235 | 0.9279 | 0.9931 | 1.0557 | -10.62 | -4.25 | -3.15 |
| 4000 | 0.7553 | 0.8400 | 0.9410 | 1.0221 | 0.9304 | 0.9968 | 1.0613 | -10.76 | -5.93 | -3.83 |
| 5000 | 0.7528 | 0.8439 | 0.9520 | 1.0330 | 0.9329 | 1.0006 | 1.0670 | -10.54 | -5.10 | -3.29 |
Σχήμα 14 - Ιξώδες 3% κ.β. NaCl Brine / DME σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Το Σχήμα 14 δείχνει ότι οι κανόνες ανάμιξης για το ιξώδες υπερεκτιμούν τα ιξώδη στους 35 C, στους 50 C και 70 C, ενώ εξακολουθούν να δείχνουν μια συνολική καλή συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα.
Συμπέρασμα / Αποτελέσματα της μελέτης
Μια συστηματική μεθοδολογία με ένα νεότερο ιξωδόμετρο (Rheonics DVM) αναπτύχθηκε για διαλυμένα υδατικά συστήματα DME. Μετά από αρχικές βαθμονομήσεις και δοκιμές επαλήθευσης με γνωστές ουσίες, όπως το νερό,
- Η πυκνότητα και το ιξώδες των συστημάτων DI / DME, Brine / DME έχουν μετρηθεί εκτενώς στους 35 C, 50 C και 70 C και διάφορες πιέσεις και DME
- Από όσα γνωρίζουμε, τα θεματικά σύνολα μετρήσεων ιξώδους και πυκνότητας είναι τα πρώτα στη βιβλιογραφία. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση ή / και την αποφυγή κινδύνων πλημμύρας νερού DME (DEW) και άλλες χρήσεις DME πέρα από το νερό Παρέχουμε τέτοια δεδομένα για τη βιβλιογραφία.
- Ο τύπος κανόνα ανάμειξης για τον υπολογισμό της πυκνότητας και του ιξώδους για αυτά τα μείγματα έχει αναπτυχθεί και επικυρωθεί. οι υπολογισμένες τιμές συμφωνούν καλά με τα πειραματικά δεδομένα και αποτελούν ένα απλό σύνολο εργαλείων για τη δημιουργία απαιτούμενων τιμών πυκνότητας και ιξώδους μιγμάτων άλμης / DME εντός των συνθηκών που αξιολογούνται για διάφορες εφαρμογές όπως προσομοιωτές.
