Depunere redusă de asfaltene cu ultrasunete de putere

Precipitarea asfaltenelor declanșează numeroase probleme în producția de petrol prin reducerea permeabilității, modificarea umectabilității rocii rezervorului, blocarea găurii de sondă, precum și prin crearea unei căderi semnificative de presiune în jurul sondei de producție. Dezaglomerarea și dispersarea cu ultrasunete a asfaltenelor previn și remediază formarea flocoanelor de asfaltene și depunerea acestora.

Problema: asfaltenele din țiței

Asfaltena este un solid prezent în țiței, considerat problematic deoarece provoacă probleme grave în timpul producției și transportului țițeiului de la sonda de foraj. Asfaltenele sunt o clasă foarte complexă de molecule și apar în diferite structuri moleculare – un factor care contribuie la problemă, deoarece diferitele forme de asfaltene provoacă probleme cu grade diferite de gravitate. Numeroasele structuri diferite ale asfaltenei fac, de asemenea, dificilă încadrarea generalizată a acesteia într-o familie specifică. Prin urmare, asfaltena este clasificată în general drept o clasă de solubilitate, deoarece se caracterizează prin insolubilitate în n-alcani.
Problemele tipice cauzate de asfaltenele din țiței sunt, de exemplu, floculările dense și depunerile în rezervor, în găurile de sondă și în conductele de transport, care conduc ulterior la complicații operaționale și de producție și la costuri de procesare crescute.

Agregarea și floculația asfaltenelor, reprezentate în modelul Yen.
Prin amabilitatea lui O. Mullins, Schlumberger.

Soluția: reducerea cu ultrasunete a precipitatelor de asfaltene

Particulele de asfaltene precipitate și floculate pot fi remediate în mod fiabil prin ultrasonicare de putere. Ultrasonicarea de înaltă performanță descompune precipitatele și flocoanele de asfaltene până la o dimensiune mică a particulelor. Astfel, asfaltena este disociată din nou în particule foarte mici, care nu înfundă și nu interferează cu procesarea țițeiului. Dispersoarele cu ultrasunete omogenizează particulele în țiței. Adesea se adaugă un stabilizator chimic pentru a obține stabilitate pe termen lung. Aceasta înseamnă că ultrasonicarea poate reduce floculația macrostructurată a asfaltenelor, ceea ce previne depunerea asfaltenelor pe suprafețe, colmatarea porilor din rezervor, colmatarea găurii de sondă și acumulările din conducte.

Sfârșitul injecției de saramură sub acțiunea undelor ultrasonice în diferite zone ale micromodelului.
Studiu și drepturi de autor: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Cercetările demonstrează eficacitatea reducerii asfaltenelor cu ultrasunete

Dehshibi et al. (2018) au studiat efectele ultrasonicării de joasă frecvență și mare putere (30kHz) asupra precipitării / floculației și depunerii asfaltenelor în condiții de temperatură controlată. Ultrasonicarea a redus depunerea asfaltenelor. Undele ultrasonice și cavitația acustică generată au determinat creșterea producției de petrol prin mecanismul de stratificare a petrolului. Prin tratamentul de sonicare a fost posibilă nu doar descompunerea aglomeratelor de asfaltene, ci chiar inversarea depunerii asfaltenelor.
În plus, aplicarea ultrasonicării a putut preveni blocarea gâturilor de pori și a porilor cu asfaltene aglomerate de mari dimensiuni. Astfel, a fost evitată o cădere de presiune cauzată de depunerea asfaltenelor, iar curgerea fluidului în pori și în gâturile de pori a fost îmbunătățită. Prin analiza imaginilor s-a constatat că, în urma aplicării ultrasunetelor de putere, aproximativ 80% din asfaltenele precipitate nu s-au depus. „Cu alte cuvinte, depunerea asfaltenelor s-a redus cu 80% și, în consecință, probabilitatea blocării microcanalelor se reduce datorită utilizării ultrasunetelor.” (Dehshibi et al., 2018)
Rezultatele studiului grupului de cercetare al lui Deshibi au demonstrat că vibrația ultrasonică și vibrația de cavitație pot îndepărta agregatele mai mari de asfaltene de pe suprafețe și le pot deplasa în masa fluxului. Mai mult, procesarea cu ultrasunete a redus cantitatea de asfaltene agregate (vedeți figura de mai jos). Pe baza analizei imaginilor, aproximativ 70% din asfaltenele precipitate nu se vor depune datorită supunerii sistemului la sonicare.

Sfârșitul injecției de saramură (soluție de clorură de magneziu) sub iradiere cu unde ultrasonice: (a) reversibilitatea depunerii asfaltenelor (b) îndepărtarea asfaltenelor.
Studiu și drepturi de autor: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Ultrasonicatoare de înaltă performanță

Hielscher Ultrasonics este specializată în dezvoltarea, realizarea de prototipuri, fabricarea și distribuția procesoarelor cu ultrasunete de înaltă performanță pentru aplicații solicitante. Datorită performanței, anduranței, robusteții și fiabilității excepționale, sistemele cu ultrasunete Hielscher sunt instalate pentru aplicații petrochimice în întreaga lume. Aplicațiile tipice includ desulfurarea oxidativă asistată de ultrasunete, emulsionarea țițeiului, dezaglomerarea asfaltenelor, dispersarea agenților de captare (scavenger) și reducerea vâscozității țițeiurilor grele. Procesoarele industriale cu ultrasunete de la Hielscher Ultrasonics pot furniza amplitudini foarte mari, necesare pentru aplicațiile solicitante. Amplitudini de până la 200µm pot fi menținute cu ușurință în funcționare continuă 24/7. Pentru amplitudini și mai mari sunt disponibile sonotrode ultrasonice personalizate. Sistemele industriale Hielscher gestionează cu ușurință vâscozități foarte ridicate și necesită doar întreținere redusă.
Contactați-ne acum pentru a obține mai multe informații despre reducerea asfaltenelor cu ultrasunete, opțiunile de instalare și prețuri! Personalul nostru bine instruit și cu experiență îndelungată va fi bucuros să discute cu dumneavoastră cerințele procesului dumneavoastră!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: