Redução da deposição de asfalteno com ultra-sons de potência

A precipitação de asfaltenos origina numerosos problemas na produção de petróleo através da redução da permeabilidade, da alteração da humidade da rocha reservatório, do bloqueio do furo do poço, bem como da criação de uma queda de pressão significativa em torno do poço de produção. A desaglomeração e dispersão ultra-sónica do asfalteno previne e corrige a formação de flocos de asfalteno e a sua deposição.

O Problema: Asfaltenos no Petróleo Bruto

O asfalteno é um sólido presente no petróleo bruto que é considerado problemático, uma vez que causa graves problemas durante a produção e o transporte do petróleo bruto a partir do poço de perfuração. Os asfaltenos são uma classe de moléculas muito complexa e ocorrem em diferentes estruturas moleculares – um fator que contribui para o problema, uma vez que diferentes formas de asfalteno causam problemas com diferentes graus de gravidade. As muitas estruturas diferentes do asfalteno também dificultam a sua generalização para uma família específica. Por conseguinte, o asfalteno é geralmente classificado como uma classe de solubilidade, uma vez que se caracteriza por ser insolúvel em n-alcanos.
Os problemas típicos causados pelos asfaltenos no petróleo bruto são, por exemplo, floculações densas e depósitos no reservatório, furos e condutas de transporte, o que subsequentemente leva a complicações operacionais e de produção e a um aumento dos custos de processamento.

Agregação e floculação do asfalteno representadas no modelo de Yen.
Cortesia de O. Mullins, Schlumberger.

A solução: Redução ultra-sónica de precipitados de asfalteno

As partículas de asfalteno precipitadas e floculadas podem ser remediadas de forma fiável por ultra-sons de potência. Ultrassom de alta performance quebra asfalteno preciptates e flocula até um pequeno tamanho de partícula. Assim, o asfalteno é dissociado de volta em partículas muito pequenas, que não entupir ou interferir com o processamento bruto. Os dispersores ultra-sónicos homogeneizam as partículas no petróleo bruto. Muitas vezes é adicionado um estabilizador químico para obter estabilidade a longo prazo. Isto significa que a ultra-sons pode reduzir a floculação de asfalteno macro-estruturado, o que impede a deposição de asfalteno em superfícies, a obstrução de poros no reservatório, a obstrução de poços e a acumulação em condutas.

Fim da inundação de salmoura sob ondas ultra-sónicas em diferentes pontos do micro-modelo.
Estudo e direitos de autor: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Investigação comprova a eficácia da redução do asfalteno por ultra-sons

Dehshibi et al. (2018) estudaram os efeitos da ultrassônica de baixa frequência e alta potência (30kHz) na precipitação / floculação e deposição de asfalteno sob controle de temperatura. A ultrassonografia reduziu a deposição de asfalteno. As ondas ultra-sônicas e a cavitação acústica gerada causaram o aumento da produção de óleo pelo mecanismo de camadas de óleo. Através do tratamento de ultra-sons, não só foi possível quebrar aglomerados de asfalteno, mas mesmo para reverter a deposição de asfalteno.
Além disso, a aplicação de ultra-sons pode evitar a obstrução de gargantas e poros com grandes aglomerados de asfalteno. Deste modo, evitou-se uma queda de pressão devido à deposição de asfalteno e melhorou-se o fluxo de fluido nos poros e gargantas. Através da análise de imagens, verificou-se que, como resultado da aplicação de ultra-sons potentes, cerca de 80% do asfalteno precipitado não se depositou. "Por outras palavras, 80% da deposição de asfalteno foi reduzida e, consequentemente, a probabilidade de bloqueio dos microcanais diminui devido à utilização de ultra-sons." (Dehshibi et al., 2018)
Os resultados do estudo do grupo de investigação de Deshibi demonstraram que a vibração ultra-sónica e a vibração de cavitação podem remover os agregados de asfalteno de maiores dimensões das superfícies e deslocá-los para o volume do fluxo. Além disso, o processamento ultrassónico reduziu a quantidade de asfalteno agregado (ver figura abaixo). Com base na análise de imagem, cerca de 70% do asfalteno precipitado não será depositado devido à sujeição do sistema à sonicação.

Fim da inundação de salmoura (solução de cloreto de magnésio) sob irradiação de ondas de ultra-sons: (a) reversibilidade da deposição de asfalteno (b) remoção de asfalteno.
Estudo e direitos de autor: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Ultrassons de alto desempenho

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