Уменьшенное осаждение асфальтенов с помощью мощного ультразвука

Осаждение асфальтенов вызывает многочисленные проблемы при добыче нефти из-за снижения проницаемости, изменения смачиваемости породы коллектора, засорения ствола скважины, а также создания значительного перепада давления вокруг добывающей скважины. Ультразвуковая деагломерация и диспергирование асфальтена предотвращает и устраняет образование хлопьев асфальтена и их отложение.

Проблема: асфальтены в сырой нефти

Асфальтен – это твердое вещество, содержащееся в сырой нефти, которое считается проблематичным, поскольку вызывает серьезные проблемы во время добычи и транспортировки сырой нефти из буровой скважины. Асфальтены представляют собой очень сложный класс молекул и встречаются в различных молекулярных структурах – Фактор, который способствует возникновению проблемы, поскольку различные формы асфальтенов вызывают проблемы разной степени серьезности. Множество различных структур асфальтена также затрудняет его обобщение в конкретное семейство. Поэтому асфальтен обычно классифицируется как класс растворимости, поскольку он характеризуется как нерастворимый в н-алканах.
Типичными проблемами, вызванными асфальтенами в сырой нефти, являются, например, плотные флокуляции и отложения в пласте, скважинах и транспортных трубопроводах, что впоследствии приводит к осложнениям в эксплуатации и добыче и увеличению затрат на переработку.

Агрегация и флокуляция асфальтенов изображены в модели Йены.
Предоставлено О. Маллинсом, Schlumberger.

Решение: ультразвуковое восстановление осадков асфальтена

Осажденные и хлопьевидные частицы асфальтена могут быть надежно восстановлены с помощью ультразвуковой обработки. Высокопроизводительное ультразвуковое воздействие разрушает асфальтен, выпадает в осадок и рассыпается до мелкого размера частиц. Таким образом, асфальтен диссоциирует обратно на очень мелкие частицы, которые не засоряются и не мешают переработке сырой нефти. Ультразвуковые диспергаторы гомогенизируют частицы в сырой нефти. Часто добавляют химический стабилизатор для получения долговременной стабильности. Это означает, что ультразвуковое воздействие может уменьшить флокуляцию макроструктурированного асфальтенов, что предотвращает отложение асфальтена на поверхностях, закупорку пор в пласте, закупорку ствола скважины и скопления в трубопроводах.

Окончание заводнения соляного раствора под ультразвуковыми волнами в различных точках микромодели.
Учеба и авторское право: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Исследования доказали эффективность ультразвукового восстановления асфальтенов

Dehshibi et al. (2018) изучали влияние низкочастотного ультразвука высокой мощности (30 кГц) на осаждение/флокуляцию и осаждение асфальтенов при контроле температуры. Ультразвуковое воздействие снижает осаждение асфальтенов. Ультразвуковые волны и образовавшаяся акустическая кавитация вызвали увеличение добычи нефти за счет механизма расслоения нефти. С помощью ультразвуковой обработки удалось не только разрушить агломераты асфальтенов, но и обратить вспять отложение асфальтенов.
Кроме того, применение ультразвука может предотвратить закупорку горловины и пор крупным агломерированным асфальтеном. Таким образом, удалось избежать падения давления из-за осаждения асфальтенов и улучшить поток жидкости в порах и горловине. С помощью анализа изображений было установлено, что в результате применения силового ультразвука около 80% осажденного асфальтенов не оседало. «Другими словами, на 80% уменьшается осаждение асфальтенов и, следовательно, снижается вероятность закупорки микроканалов за счет использования ультразвука». (Дехшиби и др., 2018)
Результаты исследования исследовательской группы Deshibi показали, что ультразвуковая вибрация и кавитационная вибрация могут удалять более крупные асфальтеновые агрегаты с поверхностей и перемещать их в основную массу потока. Кроме того, ультразвуковая обработка уменьшила количество агрегированного асфальтена (см. рисунок ниже). На основе анализа изображений следует, что около 70% осажденного асфальтенов не будет осаждаться из-за воздействия на систему ультразвука.

Окончание заводнения соляного раствора (раствора хлорида магния) под действием ультразвуковых волн облучения: (а) обратимость осаждения асфальтенов (б) удаление асфальтенов.
Учеба и авторское право: DEshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты

Компания Hielscher Ultrasonics специализируется на разработке, прототипировании, производстве и распространении высокопроизводительных ультразвуковых процессоров для тяжелых условий эксплуатации. Благодаря исключительной производительности, долговечности, прочности и надежности, ультразвуковые системы Hielscher устанавливаются для применения в нефтехимии по всему миру. Типичные области применения включают окислительную десульфуризацию с помощью ультразвука, эмульгирование сырой нефти, деагломерацию асфальтенов, диспергирование поглотителей и снижение вязкости тяжелых масел. Ультразвуковые технологии Hielscher’ Промышленные ультразвуковые процессоры могут обеспечивать очень высокую амплитуду, которая требуется для тяжелых условий эксплуатации. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Промышленные установки Hielscher легко справляются с очень высокой вязкостью и требуют минимального технического обслуживания.
Свяжитесь с нами сейчас, чтобы получить более подробную информацию об ультразвуковом восстановлении асфальтенов, вариантах установки и ценах! Наши хорошо обученные и многолетний опыт будут рады обсудить с вами ваши технологические требования!
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: