تقليل ترسّب الأسفلتينات باستخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة

يؤدي ترسيب الأسفلتينات إلى مشكلات عديدة في إنتاج النفط، إذ يقلل النفاذية، ويغيّر قابلية ابتلال صخور المكمن، ويسد تجويف البئر، كما يسبب انخفاضًا كبيرًا في الضغط حول بئر الإنتاج. ويمنع تفكيك تكتلات الأسفلتينات وتشتيتها بالموجات فوق الصوتية تكوّن ندف الأسفلتينات وترسّبها، ويعالج هذه الظواهر.

المشكلة: الأسفلتينات في النفط الخام

الأسفلتين مادة صلبة موجودة في النفط الخام، وتُعد مصدرًا للمشكلات لأنها تسبب صعوبات شديدة أثناء إنتاج النفط الخام ونقله من بئر الحفر. والأسفلتينات فئة شديدة التعقيد من الجزيئات، وتوجد في بُنى جزيئية مختلفة – وهو عامل يسهم في المشكلة، إذ تسبب أشكال الأسفلتين المختلفة مشكلات بدرجات متفاوتة من الشدة. كما أن تعدد بُنى الأسفلتين يجعل من الصعب تصنيفه ضمن عائلة محددة. لذلك يُصنَّف الأسفلتين عمومًا بوصفه فئة تُحدَّد وفق الذوبانية، إذ يتميز بعدم ذوبانه في الألكانات النظامية (n-alkanes).
ومن المشكلات المعتادة التي تسببها الأسفلتينات في النفط الخام، على سبيل المثال، تكوّن ندف كثيفة ورواسب في المكمن وآبار الحفر وخطوط أنابيب النقل، مما يؤدي لاحقًا إلى تعقيدات تشغيلية وإنتاجية وزيادة تكاليف المعالجة.

تجمّع الأسفلتينات وتندّفها كما يصورهما نموذج Yen.
بإذن من O. Mullins، Schlumberger.

الحل: تقليل رواسب الأسفلتينات بالموجات فوق الصوتية

يمكن معالجة جسيمات الأسفلتين المترسبة والمتندفة بصورة موثوقة باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة. وتُفتّت المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء رواسب الأسفلتين وندفه إلى جسيمات صغيرة الحجم. وبذلك يتفكك الأسفلتين مجددًا إلى جسيمات صغيرة جدًا، لا تسبب انسدادًا ولا تعيق معالجة النفط الخام. وتُجانس أجهزة التشتيت بالموجات فوق الصوتية الجسيمات في النفط الخام. وغالبًا ما يُضاف عامل تثبيت كيميائي للحصول على استقرار طويل الأمد. وهذا يعني أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تقلل تندّف الأسفلتين ذي البُنى الكبيرة، مما يمنع ترسّب الأسفلتين على الأسطح، وانسداد مسام المكمن وتجويف البئر، وتراكم الرواسب في خطوط الأنابيب.

نهاية الغمر بالمحلول الملحي تحت تأثير الموجات فوق الصوتية في مواضع مختلفة من النموذج المصغّر.
الدراسة وحقوق النشر: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

الأبحاث تثبت فعالية تقليل الأسفلتين بالموجات فوق الصوتية

درس Dehshibi et al. (2018) تأثيرات المعالجة بالموجات فوق الصوتية منخفضة التردد وعالية القدرة (30kHz) على ترسيب الأسفلتين / تندّفه وترسّبه، مع التحكم في درجة الحرارة. وقد قللت المعالجة بالموجات فوق الصوتية ترسّب الأسفلتين. وأدت الموجات فوق الصوتية والتجويف الصوتي المتولد إلى زيادة إنتاج النفط من خلال آلية تكوّن طبقات النفط. ولم تُمكّن المعالجة بالموجات فوق الصوتية من تفكيك تكتلات الأسفلتين فحسب، بل أتاحت أيضًا عكس ترسّبه.
علاوة على ذلك، أمكن باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية منع انسداد أعناق المسام والمسام بتكتلات الأسفلتين الكبيرة. وبذلك جرى تجنب انخفاض الضغط الناتج عن ترسّب الأسفلتين، وتحسن تدفق المائع في المسام وأعناقها. وأظهر تحليل الصور أن نحو 80% من الأسفلتين الذي تعرض للترسيب لم يترسّب على الأسطح نتيجة استخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة. «بعبارة أخرى، انخفض ترسّب الأسفلتين بنسبة 80%، وبالتالي انخفض احتمال انسداد القنوات الدقيقة نتيجة استخدام الموجات فوق الصوتية.» (Dehshibi et al., 2018)
وأظهرت نتائج دراسة مجموعة Deshibi البحثية أن الاهتزاز فوق الصوتي والاهتزاز الناتج عن التجويف يمكنهما إزالة تجمعات الأسفلتين الأكبر من الأسطح ونقلها إلى كتلة المائع المتدفق. كما قللت المعالجة بالموجات فوق الصوتية كمية الأسفلتين المتجمع (انظر الشكل أدناه). واستنادًا إلى تحليل الصور، فإن نحو 70% من الأسفلتين الذي تعرض للترسيب لن يترسّب على الأسطح بسبب إخضاع النظام للمعالجة بالموجات فوق الصوتية.

نهاية الغمر بالمحلول الملحي (محلول كلوريد المغنيسيوم) أثناء التعرض للموجات فوق الصوتية: (a) قابلية عكس ترسّب الأسفلتين (b) إزالة الأسفلتين.
الدراسة وحقوق النشر: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء

تتخصص Hielscher Ultrasonics في تطوير أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء، وإعداد نماذجها الأولية وتصنيعها وتوزيعها للتطبيقات الشاقة. وبفضل أدائها الاستثنائي وقدرتها على التحمل ومتانتها وموثوقيتها، تُركَّب أنظمة Hielscher للموجات فوق الصوتية في التطبيقات البتروكيميائية في جميع أنحاء العالم. وتشمل التطبيقات المعتادة إزالة الكبريت بالأكسدة بمساعدة الموجات فوق الصوتية، واستحلاب النفط الخام، وتفكيك تكتلات الأسفلتين، وتشتيت مواد التقاط الشوائب، وتقليل لزوجة الزيوت الثقيلة. ويمكن لأجهزة المعالجة الصناعية بالموجات فوق الصوتية من Hielscher Ultrasonics توفير سعات اهتزاز عالية جدًا، وهي مطلوبة للتطبيقات الشاقة. ويمكن بسهولة التشغيل المستمر بسعات اهتزاز تصل إلى 200µm على مدار 24/7. وللحصول على سعات اهتزاز أعلى، تتوفر سونوترودات مخصصة للموجات فوق الصوتية. وتتعامل الأنظمة الصناعية من Hielscher بسهولة مع اللزوجات العالية جدًا، ولا تتطلب سوى قدر قليل من الصيانة.
اتصلوا بنا الآن للحصول على مزيد من المعلومات عن تقليل الأسفلتين بالموجات فوق الصوتية وخيارات التركيب والأسعار! يسر موظفينا المدربون جيدًا وذوو الخبرة الطويلة مناقشة متطلبات عملياتكم معكم!
يقدم الجدول أدناه مؤشرًا على القدرة التقريبية للمعالجة لأجهزتنا للمعالجة بالموجات فوق الصوتية: