Deposição de asfalteno reduzida com ultrassom de potência

A precipitação de asfalteno inicia vários problemas na produção de petróleo por meio da redução da permeabilidade, alteração da moledabilidade da rocha do reservatório, bloqueio do poço e criação de uma queda de pressão significativa ao redor do poço de produção. A desaglomeração e dispersão ultrassônica de asfalteno previne e remedia a formação de flocos de asfalteno e sua deposição.

O problema: asfaltenos no petróleo bruto

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

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

A solução: redução ultrassônica de precipitados de asfalteno

Partículas de asfalteno precipitadas e floculadas podem ser remediadas de forma confiável por ultrassom de potência. A ultrassonografia de alto desempenho quebra os preciptados de asfalteno e flocula até um pequeno tamanho de partícula. Assim, o asfalteno é dissociado de volta em partículas muito pequenas, que não obstruem ou interferem no processamento do petróleo bruto. Os dispersores ultrassônicos homogeneizam as partículas no petróleo bruto. Freqüentemente, um estabilizador químico é adicionado para obter estabilidade a longo prazo. Isso significa que a ultrassonografia pode reduzir a floculação macroestruturada do asfalteno, o que evita a deposição de asfalteno nas superfícies, o entupimento dos poros no reservatório, o entupimento do poço e o acúmulo de tubulações.

Fim da inundação de salmoura sob ondas ultrassônicas em diferentes pontos do micromodelo.
Estudo e direitos autorais: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Pesquisa comprova a eficácia da redução ultrassônica de asfalteno

Dehshibi et al. (2018) estudaram os efeitos da ultrassonografia 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 ultrassônicas e a cavitação acústica gerada causaram o aumento da produção de óleo pelo mecanismo de estratificação de óleo. Através do tratamento de sonicação não só foi possível quebrar aglomerados de asfalteno, mas até mesmo reverter a deposição de asfalteno.
Além disso, a aplicação de ultrassom pode evitar o bloqueio de gargantas e poros com grandes aglomerados de asfalteno. Com isso, evitou-se uma queda de pressão devido à deposição de asfalteno e melhorou-se o fluxo de fluido nos poros e gargantas. Usando análise de imagem, verificou-se que, como resultado da aplicação de ultrassom de potência, cerca de 80% do asfalteno precipitado não se depositou. "Em outras palavras, 80% da deposição de asfalteno foi reduzida e, consequentemente, a probabilidade de bloqueio de microcanais diminuiu devido ao uso de ultrassom." (Dehshibi et al., 2018)
Os resultados do estudo do grupo de pesquisa de Deshibi demonstraram que a vibração ultrassônica e a vibração de cavitação podem remover agregados maiores de asfalteno das superfícies e movê-los para a maior parte do fluxo. Além disso, o processamento ultrassônico reduziu a quantidade de asfalteno agregado (veja a figura abaixo). Com base na análise das imagens, cerca de 70% do asfalteno precipitado não será depositado devido à sujeição do sistema à sonicação.

Fim da salmoura (solução de cloreto de magnésio) inundada sob irradiação de ondas de ultrassom: (a) a reversibilidade da deposição de asfalteno (b) remoção de asfalteno.
Estudo e direitos autorais: DEshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

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