مطالات اخیر نشان می­دهد که فرایند نفوذ مولکولی یک گاز مثل دی اکسید کربن، نقشی اساسی در فرایندهای استحصال نفتی بازی می­ کند. بنابراین مطالعه­ انتقال جرم در سیستم­های گاز-نفت، در شرایط دمایی و فشاری مخزن ضروری به نظر می­رسد ]4-1[.
از نظر فیزیکی، فرایند نفوذ مولکولی گاز در نفت طی سه مرحله صورت می­گیرد. ابتدا گاز تزریقی به سمت مرز گاز-نفت حرکت کرده و سپس در مرز نفوذ می­ کند و در نهایت وارد فاز نفتی می­گردد. انتقال جرم گاز در نفت باعث می­ شود خصوصیات مرزی بین نفت خام و گاز تزریقی تغییر کند. در گذشته مطالعات زیادی برای تعیین پارامترهای انتقال جرم در  سیستم­های مختلف گاز-نفت ارائه شده است. یکی از این روش­­ها استفاده از تغییر کشش سطحی دینامیکی سیستم است ]5[.
کشش سطحی در مرز دو سیال، نتیجه­ انرژی اضافه­ای است که در اثر نیروهای بین مولکولی اشباع نشده در سطح به وجود می ­آید ]6[. این پارامتر با روش­های گوناگونی قابل اندازه ­گیری است که در فصل دوم به طور کامل در مورد آنها توضیح داده شده است.
طبق بررسی­های به عمل آمده، کشش سطحی احتمالا مهم­ترین عاملی است که سبب می­ شود حدود یک­ سوم نفت درجا، پس از سیلاب­زنی با آب یا رانش با گاز، به صورت غیر قابل استحصال در بیاید ]8[.
از طرف دیگر مطالعه­ کشش سطحی در فرایندهای ازدیاد برداشت به روش سیلاب زنی با حلال اهمیت ویژه­ای می­یابد. یک حلال می تواند با تزریق به مخزن نفت را جا­به­جا کند. این تزریق می ­تواند سبب جابجایی امتزاج پذیر (تک فازی) یا امتزاج ناپذیر (دو فازی) گردد ]7[.
مکانیزم های موثر در جا­به­جایی نفت به وسیله حلال عبارتند:
استخراج اجزای سبک[1](و حتی متوسط) نفت به وسیله­ سیال
کاهش کشش سطحی بین حلال و نفت و کاهش ویسکوزیته نفت از طریق حل شدن حلال در نفت[2]

3. متورم شدن نفت از طریق نفوذ حلال درون نفت[3]

از بین روش­های موجود برای اندازه ­گیری کشش سطحی، روش قطره معلق[4]، در دما و فشار بالا کاربرد بیشتری یافته است.
در این تحقیق، با بهره گرفتن از داده ­های آزمایشگاهی کشش سطحی تعادلی و دینامیک، برای سیستم­های گاز- نرمال پارافین، دو نوع مدل انتقال جرمی مختلف بر روی سیستم قطره­ی معلق بررسی، و روشی که نتایج آن منطبق بر نتایج آزمایشگاهی می­ شود به عنوان مدل اصلی انتقال جرم معرفی ­گردید. همین طور نحوه­ تاثیر دما، فشار، زمان و نوع مواد شرکت کننده در فرایند، روی پروسه­ی انتقال جرم تعیین گردید.

فصل دوم

 
 
2- مبانی تحقیق

 
 
در این فصل و فصل بعدی، توضیحاتی در مورد واژه­ های کلیدی موجود در عنوان پایان نامه داده خواهد شد. در ابتدا به تعریف کشش سطحی و روش­های اندازه گیری آن می­پردازیم.
 
 
2-1- کشش سطحی تعادلی و روش­های اندازه گیری آن
 
در درون یک فاز مایع، مولکول­ها به طور کامل توسط مولکول­های دیگر محاط می­شوند، به طوری که نیروی جذب در همه­ی جهت­ها یکسان است. اما در مرز، نیروهای بین مولکولی از یک جنس نیستند و در نتیجه همدیگر را خنثی نمی­ کنند.این بر هم کنش سبب به وجود آمدن نیرویی به سمت داخل می­گردد. این پدیده دقیقا همان عاملی است که سبب می­گردد قطرات کوچک، شکل کروی به خود بگیرند. بنابراین می­توان گفت کشش سطحی[5] عبارت است از تمایل سطح به انقباض، برای حداقل کردن مساحت بین سطحی ]9[.
از نظر فیزیکی، برای کشیدن یک فیلم صابون روی یک قاب سیمی شکل، بایستی نیرویی به اندازه­ F وارد شود تا از پارگی فیلم جلوگیری گردد. اگر فیلم به اندازه­ dx جابجا شود، انرژی  آن به اندازه­ Fdx بالا می­رود. اگر سیستم در حالت تعادل باشد، این تغییر انرژی بایستی دقیقا برابر با انرژی آزاد سطح گردد، یا به عبارتی
معادله (2-1) را می­­توان به صورت زیر ساده نمود
این عبارت دقیقا معادل با کاری است که بایستی انجام شود تا مساحت سطح مایع را افزایش دهد و باعث شود سطح مایع، مانند یک پوست کشیده شده عمل کند که در اصطلاح علمی به آن کشش سطحی گفته می­ شود
هر چند در صنایع نفت و گاز کاهش کشش سطحی بین نفت خام و سیال تزریقی باعث افزایش تولید می­گردد، اما در مواردی مانند صنعت روغن خوراکی تلاش­ها برای افزایش کشش سطحی صورت می­گیرد تا با جذب کمتر این مواد، ضرر کمتری متوجه بدن گردد ]11[.
در چند دهه­ گذشته روش­های مختلفی برای اندازه ­گیری کشش سطحی بین مواد مختلف ارائه شده است. درلیخ و همکارانش، روش­های اندازه ­گیری کشش سطحی را به پنج دسته­ی کلی تقسیم بندی کردند که عبارتند از:
اندازه ­گیری مستقیم با بهره گرفتن از یک میکروبالانس که شامل روش صفحه­ی ویلهلمیوحلقه­ی دوندیا می­باشد.
اندازه ­گیری فشار موئینه که شامل روش­های بیشترین فشار حباب و رشد قطره می­باشد.
آنالیز تعادل بین نیروهای گرانش و موئینه شامل روش­های حجم قطره و بالا رفتن در لوله­ی موئین.
آنالیز قطره­های منحرف شده بر اثر گرانش شامل قطره معلق و قطره چسبیده.
روش انحراف قطره تقویت شده شامل روش چرخش قطره و میکروپیپت ]6[.
 
 
2-1-1- دسته­ی اول: اندازه گیری با بهره گرفتن از یک میکروبالانس
 
برای اندازه ­گیری مستقیم کشش سطحی با بهره گرفتن از یک میکروبالانس، یک صفحه، حلقه، یا هر وسیله­ ساده­ی دیگر، در تماس با مرز دو سیال قرار می­گیرد. اگر میکروبالانس به طور کامل با یکی از این سیالات تر شده باشد، مایع به وسیله می­چسبد و در نتیجه­ نیروی مویینگی از آن بالا می­رود و باعث افزایش مساحت مرزی شده و نیرویی ایجاد می­ نماید که سعی می­ کند صفحه را به طرف مرز بکشد. این نیرو مستقیما با کشش سطحی ارتباط پیدا می­ کند و می ­تواند به وسیله­ میکروبالانس اندازه ­گیری شود. این نیرو به صورت معادله­ (3-1) در کشش سطحی تاثیر می­گذارد.