Petrol üretiminde özellikle viskozite olmak üzere nakliye özellikleri hem işletme hem de ekonomik açıdan çok önemlidir. DME'nin kutupsal bir bileşen olduğu göz önüne alındığında, DME-su / tuzlu su sisteminin taşıma özelliklerinin beklenen eğilimleri ve karıştırma kurallarını (yani alkan gazlarının sulu çözeltilerle davranışı) izleyeceği hemen belli değildi.

Gerçekleştirilen semptomatik analize dayalı olarak, DME-tuzlu su çözeltisinin, başka faktörler olmadıkça saf tuzlu su çözeltisinden daha yüksek viskoziteye sahip olması gerektiğine inanılıyordu. Ön viskozite ölçümleri bu hipotezi doğruladı (Şekil 3). Bu nedenle, suya göre bu beklenmedik viskozite yükselmesine daha derin bir bakışa ihtiyaç vardır. Bununla birlikte, bu davranışı doğru bir şekilde tahmin edebilen ve gösterebilen bilinen bir sayısal araç yoktur.

Şekil 3 — DME tuzlu su sisteminin 20 ° C'de viskozitesine hızlı bir bakış için Ön Viskozite Ölçümleri (Ham veri: su basıncı eğiliminde görüldüğü gibi hiçbir basınç ve sıcaklık düzeltmesi yapılmadı).

Laboratuvarda gözlemlerimizi açıklayabilmek ve bu boşluğu laboratuvar deneylerini açıklamak ve tasarlamak için gerekli veriler bağlamında doldurabilmek ve çeşitli ölçeklerde daha güvenilir tahminler yapabilmek için, bunu ele almak ve geliştirmek için kapsamlı bir deneysel program tasarladık. DME tuzlu su viskozitesini ve ayrıca yoğunluğu tahmin etmek için rezervuar simülatörleri veya diğer araçlar için sıvı tanımlama gereksinimlerini doldurmada kullanılabilen bir trend yakalama formülü veya karıştırma kuralı. Bunu başarmak için aşağıdaki adımları takip ettik.

1. Çeşitli sıcaklık ve basınçlarda saf sudan DME çözünürlük sınırına kadar olan DME-DI su çözeltisi için viskoziteyi ve yoğunluğu ölçün;
2. Saf DME ve su (tuzlu su) özelliklerini kullanarak karışım özelliklerini tahmin etmek için bir viskozite karıştırma kuralı geliştirin;

DME-DI su (Tuzlu su) karışımının yoğunluğu ve viskozitesi kullanılarak ölçüldü Rheonics DVM [5] Bu ekipman, yoğunluk ve viskozitenin eşzamanlı ölçümünü sağlayabildiğinden, Elektromanyetik Viskozimetre (EMV) ile karşılaştırıldığında sulu sistem için viskozite ölçümünde açık bir avantaj sağlar. Ek olarak, Rheonics DVM, 30,000 psi'ye (2000 bar) kadar proses basınçlarında ve -20°C ile 200°C arasındaki sıcaklık aralıklarında okuma başına yaklaşık 1 saniyelik yanıt süresiyle hem yoğunluk hem de viskozitenin hat içi ölçümlerini gerçekleştirebilir.

DVM, modül içinden akan sıvının viskozitesini, yoğunluğunu ve sıcaklığını ölçmek için bir hat içi modüldür. Akış modülü, DVM'nin yoğunluk ve viskozite sensörüne bağlıdır. Modül, iç çapı 12 mm olan bir akış kanalına sahiptir. Sensör, sıvının akış yoluna paralel olarak monte edilir ve sıvı akışındaki tüm ölü bölgeleri ortadan kaldırır. Standart modül, diğer uygun dişli bağlantılarla değiştirilebilen Swagelok bağlantılarına sahiptir. Teflon conta, konektör dişinde herhangi bir sıvı girişi olasılığını azaltır. Sensör DVM, temizlik ve değiştirme amacıyla kolayca çıkarılabilmesi için dişli bir cıvata ile monte edilmiştir. Basit, kompakt ve sağlam bir yapıya sahiptir (Bkz. Şekil 4).

Şekil 4—Rheonics satır içi DVM Modeli 

The Rheonics DVM, bir ucu test edilen sıvıya daldırılan burulma rezonatörü aracılığıyla viskoziteyi ve yoğunluğu ölçer. Akışkan ne kadar viskoz olursa, rezonatörün mekanik sönümlemesi de o kadar yüksek olur. Sönümleme ölçülerek viskozite ve yoğunluğun çarpımı şu şekilde hesaplanabilir: Rheonics' Tescilli algoritmalar. İlk çalışmamız, sağlanan algoritma sağlayıcısının basınç ve sıcaklığın ekipman üzerindeki etkisini hesaba katmadığını gösterdi. Satıcı, algoritmalarını geliştirmek ve daha tutarlı bir düzeltme faktörü elde etmek için bu girdiyi uyguladı. Sıvı ne kadar yoğun olursa rezonans frekansı da o kadar düşük olur. Daha yoğun bir sıvı rezonatörün kütle yükünü arttırır. Rezonatör, sensörün gövdesine monte edilen bir elektromanyetik dönüştürücü aracılığıyla hem uyarılır hem de algılanır.

Sönümleme elektronik algılama ve değerlendirme ile ölçülür ve tescilli [6] kapılı faz kilitli döngü teknolojisine dayalı olarak kararlı, yüksek doğruluk ve tekrarlanabilir okumalar elde edilir.

Ham ölçümleri fiziksel olarak daha doğru ölçümlere dönüştürmek için, kullanılan belirli model için cihaz düzeltme parametrelerine ihtiyaç vardı. Bu düzeltme faktörleri, üretici tarafından hem viskozite hem de yoğunluk için sağlanmıştır.

35 ° C'de DI suyunun viskozitesi ve Yoğunluğu

 DME-Su solüsyonları üzerinde tam ölçümler yapılmadan önce kalibrasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ölçümün doğruluğunu değerlendirmek için sistemi bilinen bir sıvıyla kalibre etmek önemlidir. Sonuç olarak, iki nedenden dolayı bu amaç için DI suyu seçilmiştir:

1. DI suyunun viskozitesi, PT alanımızı içeren geniş bir basınç ve sıcaklık aralığında mevcuttur;
2. Bu çalışmanın ilgisi büyük ölçüde suyu kalibre etmek için ideal bir aday yapan sulu çözeltiler üzerinedir.

Kalibrasyon deneyleri 35 ° C'de yapıldı; sonuçlar aynı sıcaklıktaki NIST verileriyle karşılaştırıldı. Şekil 5 ve Şekil 6, ölçülen viskozite ve yoğunluk verileri ile NIST verilerininki arasında iyi bir uyum göstermektedir.

Şekil 5 - 35 C'de DI Suyun Viskozitesi

Şekil 6 - 35 C'de DI suyunun yoğunluğu

DME / DI su Karışımlarının yoğunluğu

Tablo 2'deki deneysel matrise dayalı olarak, bir dizi DME-DI su karışımının yoğunluğu ölçülmüştür. Tablo 3 ila 5, deneysel verileri üç farklı sıcaklıkta tablo biçiminde sunar.

Tablo 3 — 35 ° C'de DI Su / DME Çözümlerinin Yoğunluğu.

 Tablo 4 — 50 ° C'de DI Su / DME Çözümlerinin Yoğunluğu.

Tablo 5 — 70 ° C'de DI Su / DME Çözümlerinin Yoğunluğu.

Şekil 8, DI su / DME çözeltisinin yoğunluğu için seçilen bir izotermi gösterir. Beklendiği gibi, DME konsantrasyonu arttıkça basınç arttıkça yoğunluk artar ve azalır. Şekil 9, farklı sıcaklıklarda bir DI su / DME çözeltisinin (% 5 mol DME) yoğunluk davranışını gösterir, sıcaklık arttıkça yoğunluk azalır.

Şekil 8 — 35 ° C'de DI su / DME çözeltilerinin yoğunluğu.

Şekil 9 — Farklı sıcaklıklarda DI su /% 5 mol DME çözeltisinin yoğunluğu.

DME / DI su Karışımının viskozitesi

Benzer şekilde, DME / DI suyunun viskoziteleri de karşılık gelen konsantrasyonlarda ve koşullarda ölçüldü. Tablo 6 ve 8, ölçülen verileri tablo biçiminde sunar.

Tablo 6 — 35 ° C'de DI Su / DME Çözümlerinin viskoziteleri.

Tablo 7 — 50 ° C'de DI Su / DME Çözümlerinin viskoziteleri.

Tablo 8 — 70 ° C'de DI Su / DME Çözümlerinin viskoziteleri.

Şekil 10, DI su / DME çözeltilerinin viskozitesinin basınç arttıkça bir miktar arttığını ve ayrıca DME konsantrasyonu arttıkça beklentilerin aksine arttığını göstermektedir. Şekil 11, farklı sıcaklıklarda% 5 mol DME ile DI su / DME çözeltisinin viskozitesini gösterir; beklendiği gibi, bu tür çözeltinin viskozitesi sıcaklık arttıkça azalır.

Şekil 10 — 5 ° C'de DI su /% 35 mol DME çözeltilerinin viskozitesi.

Şekil 11 — Farklı Sıcaklıklarda DI su / DME çözeltisinin viskozitesi.

Çok çeşitli DI su / DME karışımlarının yoğunluğunu ve viskozitesini tahmin edebilmek için, oluşturulan deneysel veri seti ve saf bileşen özellikleri kullanılarak karıştırma kuralları biçiminde korelasyonlar geliştirilmiştir.

Aşağıdaki bölümde, gerçekleştirilen deneyleri kullanarak, Brine-DME sistemleri için geliştirdiğimiz basit bağıntılı araçların geçerlilik ve doğruluk aralığını göstereceğiz.

Tuzlu su-DME Karışımları için Yoğunluk Denklemlerinin Doğrulanması

Tablo 14 — 3 ° C'de ağırlıkça% 35 tuzlu su / DME Çözeltisinin yoğunluğu

Şekil 13 — Farklı Sıcaklıklarda Ağırlıkça% 3 Tuzlu Su / DME Yoğunluğu.

Genel olarak yoğunluk için önerilen karıştırma kuralı, karışım yoğunluğunu orta ila düşük DME konsantrasyonlarında iyi ve yüksek DME konsantrasyonlarında (yani,% 8 mol) biraz düşük tahmin ederken sapmalar hala beklenen sınırlar içindedir.

Tuzlu su-DME Karışımları için Yoğunluk Denklemlerinin Doğrulanması

Tablo 15 - 3 ° C'de ağırlıkça% 35 NaCl tuzlu su / DME çözeltisinin viskozitesi

Şekil 14 — Farklı sıcaklıklarda ağırlıkça% 3 NaCl Brine / DME'nin viskozitesi.

Şekil 14, viskozite için karıştırma kurallarının 35 ° C, 50 ° C ve 70 ° C'de viskoziteleri tahmin ederken deneysel verilerle genel olarak iyi bir uyum gösterdiğini belirtir.

Daha yeni bir viskozimetre ile sistematik bir metodoloji (Rheonics DVM), DME çözünmüş sulu sistemler için geliştirilmiştir. Su gibi bilinen maddelerle yapılan ilk kalibrasyonlar ve doğrulama testlerinden sonra,

1. DI su / DME, Brine / DME sistemlerinin yoğunluğu ve viskozitesi, 35 C, 50 C ve 70 C ve çeşitli basınçlarda ve DME'de kapsamlı bir şekilde ölçülmüştür.
2. Bildiğimiz kadarıyla, viskozite ve yoğunluk ölçümlerinin konu setleri literatürde ilk sırada yer almaktadır. DME ile güçlendirilmiş su taşkınlarını (DEW) ve DME'nin su dışındaki diğer kullanımlarını değerlendirmek ve / veya riskleri azaltmak için kullanılabilirler. Bu tür verileri literatür için sağlıyoruz.
3. Bu karışımlar için yoğunluk ve viskoziteyi hesaplamak için karışım kuralı türü geliştirilmiş ve doğrulanmıştır; hesaplanan değerler deneysel verilerle uyumludur ve simülatörler gibi çeşitli uygulamalar için değerlendirilen koşullar dahilinde Brine / DME karışımlarının gerekli yoğunluk ve viskozite değerlerini oluşturmak için basit bir araç seti oluşturur.