שקיעת אספלט מופחתת עם אולטרסאונד חשמלי

משקעי אספלט יוצרים בעיות רבות בהפקת הנפט באמצעות הפחתת החדירות, שינוי הרטיבות של סלע המאגר, סתימת באר וכן יצירת ירידת לחץ משמעותית סביב באר ההפקה. פירוק ופיזור אספלט על-קולי מונע ומתקן את היווצרותם של פלוקים אספלטניים ואת שיקועם.

הבעיה: אספלטנים בנפט גולמי

אספלטן הוא מוצק נוכח בנפט גולמי הנחשב בעייתי שכן הוא גורם לבעיות חמורות במהלך הפקה והובלה של נפט גולמי מבאר הקידוח. אספלטנים הם סוג מורכב מאוד של מולקולות ומופיעים במבנים מולקולריים שונים – a factor which contributes to the problem as different forms of asphaltene cause problems with different degrees of severity. Asphaltene’s many different structures also makes it hard to generalize it into a specific family. Therefore, asphaltene is generally classified as a solubility class, since it is characterized as being insoluble in n-alkanes.
בעיות אופייניות הנגרמות על ידי אספלטנים בנפט גולמי הן, למשל, פלוקולציות צפופות ומרבצים במאגר, קידוחים וצינורות הובלה, מה שמוביל לאחר מכן לסיבוכים תפעוליים וייצור ועלויות עיבוד מוגברות.

צבירת אספלטן ופלוקולציה המתוארים במודל ין.באדיבות O. Mullins, Schlumberger.

הפתרון: הפחתה קולית של משקעי אספלט

חלקיקי אספלט מושקעים ומלוקעים ניתנים לתיקון אמין על ידי אולטרה-סוניקציה חזקה. אולטרה-סוניקציה בעלת ביצועים גבוהים שוברת משקעי אספלט ומתרוקנת עד לגודל חלקיקים קטן. בכך, האספלט מנותק חזרה לחלקיקים קטנים מאוד, שאינם סותמים או מפריעים לעיבוד גולמי. מפיצים קוליים הומוגניים החלקיקים בנפט הגולמי. לעתים קרובות מוסיפים מייצב כימי כדי להשיג יציבות לטווח ארוך. משמעות הדבר היא שאולטרה-סוניקציה יכולה להפחית פלוקולציית אספלט מובנית מאקרו, המונעת שקיעת אספלט על משטחים, חיבור נקבוביות במאגר, סתימת בארות והצטברות בצנרת.

סוף הצפה מלח תחת גלים קוליים במקומות שונים של מיקרו מודל.לימוד וזכויות יוצרים: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

מחקרים מוכיחים יעילות של הפחתת אספלט קולי

Dehshibi et al. (2018) חקרו את ההשפעות של אולטרסוניקציה בתדר נמוך, בהספק גבוה (30kHz) על משקעים אספלטן? flocculation ותצהיר תחת בקרת טמפרטורה. Ultrasonication מופחת תצהיר אספלטן. גלים על-קוליים והקוויטציה האקוסטית שנוצרה גרמו להגברת ייצור השמן על ידי מנגנון שכבות שמן. באמצעות טיפול סוניקציה ניתן היה לא רק לפרק אגרולומרטים של אספלטן, אלא אפילו להפוך את שקיעת האספלטן.
Moreover, the application of ultrasonication could prevent the blockage of throats and pores with large agglomerated asphaltene. Thereby, a pressure drop due to asphaltene deposition was avoided and the fluid flow in the pores and throats was improved. Using image analysis it was found that as a result of applying power ultrasound about 80% of precipitated asphaltene did not deposit. “In other words, 80% of asphaltene deposition reduced and consequently probability of blockage of micro channels reduces due to using ultrasonic.” (Dehshibi et al., 2018)
The findings of the study of Deshibi’s research group demonstrated that ultrasonic vibration and cavitation vibration can remove larger asphaltene aggregates from surfaces and move them into the bulk of flow. Furthermore, the ultrasonic processing reduced the amount of aggregated asphaltene (see figure below). Based on the image analysis, about 70% of asphaltene precipitated will not be deposited due to the subjection of the system to sonication.

סוף תמלחת (תמיסת מגנזיום כלוריד) הצפה תחת גלי אולטרסאונד הקרנה: (א) הפיכות שקיעת האספלט (ב) הסרת אספלטן.לימוד וזכויות יוצרים: DEshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

אולטרה-סאונד בעל ביצועים גבוהים

Hielscher Ultrasonics מתמחה בפיתוח, אב טיפוס, ייצור והפצה של מעבדים קוליים בעלי ביצועים גבוהים עבור יישומים כבדים. בשל ביצועים יוצאי דופן, סיבולת, חוסן ואמינות, מערכות קוליות Hielscher מותקנות עבור יישומים פטרוכימיים ברחבי העולם. יישומים אופייניים כוללים דה-סולפוריזציה חמצונית בסיוע אולטרה-סאונד, תחליב נפט גולמי, פירוק אספלטן, פיזור נבלות והפחתת צמיגות של שמנים כבדים. Hielscher Ultrasonics’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes, which are required for heavy duty applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. Hielscher’s industrial systems easily handle very high viscosities and require low maintenance only.
צרו קשר עכשיו כדי לקבל מידע נוסף על הפחתת אספלט קולי, אפשרויות התקנה ומחירים! המאומנים והמנוסים שלנו ישמחו לדון איתך בדרישות התהליך שלך!
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: