سایت شخصی صادق سلمانی

مقدمه: همیشه با مفاهیم این چند تا نیرو که در ادامه توضیح میدهم یک مقدار مشکل داشتم، امروز در گروه "کنکور نفت" که در تلگرام تشکیل داده ام یکی از دوستان سوالی در مورد این نیروها مطرح کرده بود و این خود جرقه ای برای من شد تا برم یه ذره در مورد این نیروها بخونم و از قضیه سر در بیارم. توضیحات مختصری که خوندم را در زیر نوشته ام.

بر اساس مطالعات Ursin ، در طول فرایند تولید گاز، چهار نیروی اساسی بر سیالات اثر خواهند کرد. این نیروها عبارتند از: نیروی گرانرو یا ویسکوز (V)، نیروی موئینه (C)، نیروی گرانشی (G) و نیروی اینرسی (I). در ادامه تعریف کلی این نیروها ارائه شده است.

1- نیروی ویسکوز (Viscous Force): مقاومتی که یک سیال در مقابل جاری شدن، به دلیل اصطکاک داخلی مولکول‌ها از خود نشان می‌دهد، گرانروی نامیده می‌شود. نیروی ویسکوز (یا گرانرو) نیز به طور معمول ناشی از برهم کنش  بین مولکولی داخل خود سیال است و به صورت نیروی وارده به واحد حجم در اثر عمل کردن تنش‌های برشی بر سیال ویسکوز در حال حرکت تعریف می‌شود. این نیرو یک پروفایل سرعت در سراسر کانال جریان توسعه می‌دهد و افت فشار ویسکوز در مخزن ناشی از این نیرو می‌باشد.

تذکر: نیروی ویسکوز در خلاف جهت حرکت سیال می‌باشد.

2- نیروی موئینه (Capillary Force): در حضور دو یا چند فاز مثلاً گاز و میعانات، سطح بین دو فاز تحت شرایط دینامیکی جریان یک اختلاف فشار را از خود نشان می‌دهد. این اختلاف فشار به عنوان فشار موئینه شناخته می‌شود. نیروهای موئینه از حاصلضرب فشار موئینه در مساحت قابل محاسبه‌اند. اهمیت نیروهای موئینه به طور کلی به ترشوندگی و به طور خاص به پخش شدن فاز ترشونده مرتبط است.

3- نیروی گرانشی (Gravitational Force): طبق تعریف این نیرو بر اجسام واقع در میدان گرانشی وارد می‌شود و از پتانسیل گرانش ناشی می‌گردد که یک نیروی پایستار است و عامل حرکت سقوط آزاد می‌باشد. بنابراین، نیروی گرانشی برای یک قطره نفت یا میعانات عبارتست از حاصلضرب جرم قطره در شتاب جاذبه ناشی از گرانش. نیروی گرانشی همواره در تمامی قسمت‌های مخزن فعال است. در جریان سیال در مخزن نیروی گرانشی در مواقعی که سیالات اختلاف چگالی دارند، مانند حالت گاز و میعانات، می‌تواند مهم باشد.

4- نیروی اینرسی (Inertia Force): نیروی ناشی از لختگی و مقاومت در برابر تغییرات شتاب حرکت، نیروی اینرسی نامیده می‌شود. این نیرو با تغییر جهت جریان سیال در محیط متخلخل در ارتباط است. در جریان خطی یعنی جریان در لوله‌های مستقیم، نیروی اینرسی فعال نیست. در محیط متخلخل زمانی که هیدروکربور از میان دانه‌های سنگ حرکت می‌کند یک تغییر جهت مداوم در حال رخ دادن است.

منبع: کتاب "مهندسی مخازن گاز میعانی" / تالیف: دکتر وطنی، دکتر صدایی و مهندس شیدایی مهر