جواد صاین

پژوهش حاضر به مطالعهی اثر میدانهای الکتریکی پالسی بر کشش بین سطحی سیستم نفت خام - آب حاوی مواد فعال سطحی طبیعی (بومی) نفت خام، در غیاب و در حضور نمکهای تکظرفیتی و دوظرفیتی می‌پردازد. بدین منظور، ابتدا اثر پارامترهای عملیاتی ولتاژ موثر در بازه (V.cm–1 3 - 1) و فرکانس میدان الکتریکی پالسی در بازه (Hz 1000 - 100) بر کشش بین سطحی سیستم نفت خام - آب بررسی شد. نتایج، اثر مهم میدان الکتریکی پالسی را با بیشینه کاهش 6/74% در کشش بین سطحی که مربوط به افزایش جذب سطحی سورفکتانتهای طبیعی نفت در سطح مشترک ناشی از جریانهای الکتروهیدرودینامیک و ناپایداری سطحی ناشی از تناوب قطبهای میدان الکتریکی پالسی بود را آشکار نمود. بهگونهای که کشش بین سطحی از مقدار اولیه mN.m1 97/31 به مقدار mN.m1 12/8 در حضور میدان الکتریکی پالسی کاهش یافت. سپس عملکرد میدان الکتریکی مستقیم بررسی شد. بر این اساس، میدان الکتریکی مستقیم نیز میتواند به کاهش کشش بین سطحی کمک کند، اما تاثیر آن به دلیل عدم جابهجایی مداوم قطبها، در مقایسه با میدان الکتریکی پالسی ضعیف‌تر است که بیشینه این کاهش به میزان 6/25% بود. مقادیر کشش بین سطحی تجربی، بر اساس مدل یانگ - لاپلاس همراه با معادله توسعه یافته ضریب تصحیح، برحسب متغیر بدون بعد فرکانس میدان الکتریکی پالسی مدلسازی شد و توانایی مدل پیشنهادی در برازش دادههای تجربی تایید شد. در گام بعد، به-منظور مطابقت بیشتر با شرایط واقعی مخازن نفتی، تاثیر حضور نمکهای NaCl، MgCl2 و Na2SO4 که بیشترین فراوانی را در آب دریا دارند، بر کاهش کشش بین سطحی سیستم تحت میدان الکتریکی پالسی ارزیابی شد. اثر قابل توجه میدان الکتریکی پالسی بر سیستم حاوی غلظت بیشینه (mol.dm3 005/0) از نمکهای NaCl، MgCl2 و Na2SO4 به ترتیب موجب افزایش بیشینه کاهش کشش بین سطحی به میزان 1/85، 5/85 و 4/87% شد. این به دلیل تشدید برهم-کنشهای یون - دوقطبی بین یونها و مولکولهای آب بهواسطه میدان الکتریکی پالسی بود که فضای بیشتری در سطح مشترک برای جذب سورفکتانتهای طبیعی فراهم میآورند. پس از آن عملکرد میدانهای الکتریکی مستقیم بر سیستمهای حاوی نمک مطالعه شد. حداکثر کاهش به میزان 9/51، 9/56 و 3/61% به ترتیب برای NaCl، MgCl2 و Na2SO4 ظاهر شد. این اثرات ضعیفتر نمک را میتوان به عدم تناوب قطب‌ها نسبت داد. در ادامه مدل ارتقاء یافته یانگ - لاپلاس همراه با رابطه توسعه یافته ضریب تصحیح که تابعی از متغیرهای بدون بعد بودند، برای مدلسازی دادههای کشش بین سطحی در حضور نمک ارائه شد.