Намалено отлагане на асфалтени чрез мощен ултразвук

Утаяването на асфалтени поражда множество проблеми при добива на нефт чрез намаляване на проницаемостта, промяна на омокряемостта на скалата в колектора, запушване на сондажния ствол, както и създаване на значителен спад на налягането около добивния сондаж. Ултразвуковата деагломерация и диспергиране на асфалтени предотвратяват и отстраняват образуването на асфалтенови флокули и тяхното отлагане.

Проблемът: асфалтени в суровия нефт

Асфалтенът е твърдо вещество, присъстващо в суровия нефт, което се смята за проблемно, тъй като причинява сериозни проблеми при добива и транспортирането на суров нефт от сондажа. Асфалтените са много сложен клас молекули и се срещат с различни молекулни структури – фактор, който допринася за проблема, тъй като различните форми на асфалтените причиняват проблеми с различна степен на тежест. Множеството различни структури на асфалтените също затрудняват отнасянето им към конкретно семейство. Поради това асфалтените обикновено се класифицират като клас според разтворимостта, тъй като се характеризират с неразтворимост в n-алкани.
Типични проблеми, причинявани от асфалтените в суровия нефт, са например плътни флокули и отлагания в колектора, сондажите и транспортните тръбопроводи, които впоследствие водят до експлоатационни и производствени усложнения и увеличени разходи за преработка.

Агрегация и флокулация на асфалтени, изобразени чрез модела на Yen.
С любезното съдействие на O. Mullins, Schlumberger.

Решението: ултразвуково намаляване на асфалтеновите утайки

Утаените и флокулирани асфалтенови частици могат надеждно да бъдат раздробени чрез обработка с мощен ултразвук. Високопроизводителната ултразвукова обработка раздробява асфалтеновите утайки и флокули до частици с малък размер. Така асфалтенът отново се разделя на много малки частици, които не причиняват запушване и не възпрепятстват преработката на суровия нефт. Ултразвуковите диспергатори хомогенизират частиците в суровия нефт. Често се добавя химичен стабилизатор за постигане на дълготрайна стабилност. Това означава, че ултразвуковата обработка може да намали образуването на асфалтенови флокули с макроструктура, което предотвратява отлагането на асфалтени върху повърхности, запушването на порите в колектора, запушването на сондажния ствол и натрупванията в тръбопроводите.

Край на заводняването със солен разтвор под въздействието на ултразвукови вълни в различни участъци на микромодела.
Изследване и авторски права: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Изследване доказва ефективността на ултразвуковото намаляване на асфалтените

Dehshibi et al. (2018) изследват въздействието на нискочестотната ултразвукова обработка с висока мощност (30kHz) върху утаяването / флокулацията и отлагането на асфалтени при контролирана температура. Ултразвуковата обработка намалява отлагането на асфалтени. Ултразвуковите вълни и генерираната акустична кавитация водят до увеличаване на добива на нефт чрез механизъм на образуване на нефтени слоеве. Чрез ултразвуковата обработка е възможно не само да се раздробят асфалтеновите агломерати, но дори и да се обърне процесът на отлагане на асфалтени.
Освен това прилагането на ултразвукова обработка може да предотврати запушването на поровите гърла и порите с големи асфалтенови агломерати. По този начин се избягва спадът на налягането вследствие на отлагането на асфалтени и се подобрява потокът на флуида в порите и поровите гърла. Чрез анализ на изображения е установено, че в резултат на прилагането на мощен ултразвук около 80% от утаените асфалтени не се отлагат. „С други думи, отлагането на асфалтени намалява с 80% и следователно вероятността от запушване на микроканалите намалява поради използването на ултразвук.“ (Dehshibi et al., 2018)
Резултатите от изследването на научната група на Deshibi показват, че ултразвуковите и кавитационните вибрации могат да отстранят по-големите асфалтенови агрегати от повърхностите и да ги придвижат в обема на потока. Освен това ултразвуковата обработка намалява количеството на агрегиралите асфалтени (вижте фигурата по-долу). Въз основа на анализа на изображения около 70% от утаените асфалтени няма да се отложат вследствие на подлагането на системата на ултразвукова обработка.

Край на заводняването със солен разтвор (разтвор на магнезиев хлорид) при облъчване с ултразвукови вълни: (a) обратимост на отлагането на асфалтени (b) отстраняване на асфалтени.
Изследване и авторски права: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Високопроизводителни ултразвукови устройства

Hielscher Ultrasonics е специализирана в разработването, прототипирането, производството и разпространението на високопроизводителни ултразвукови процесори за приложения при тежки работни условия. Благодарение на изключителната производителност, издръжливост, здравина и надеждност ултразвуковите системи на Hielscher се инсталират за нефтохимични приложения по целия свят. Типичните приложения включват подпомагано с ултразвук окислително десулфуриране, емулгиране на суров нефт, деагломерация на асфалтени, диспергиране на реагенти за улавяне на нежелани вещества и намаляване на вискозитета на тежки нефти. Промишлените ултразвукови процесори на Hielscher Ultrasonics могат да осигуряват много високи амплитуди, необходими за приложения при тежки работни условия. Амплитуди до 200µm могат лесно да се поддържат непрекъснато при работа 24/7. За още по-високи амплитуди се предлагат ултразвукови сонотроди, изработени по индивидуални изисквания. Промишлените системи на Hielscher лесно обработват материали с много висок вискозитет и изискват само минимална поддръжка.
Свържете се с нас сега, за да получите повече информация за ултразвуковото намаляване на асфалтените, възможностите за инсталиране и цените! Нашият добре обучен персонал с дългогодишен опит с удоволствие ще обсъди с Вас изискванията към Вашия процес!
Таблицата по-долу Ви дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови устройства: