Minskad nedfall av asfalten med Power Ultrasonics

Asfaltenutfällning ger upphov till många problem i oljeproduktionen genom att minska permeabiliteten, ändra bevätningsbarheten i reservoarberget, blockeringen av borrhålen samt skapa ett betydande tryckfall runt produktionsbrunnen. Ultraljudsbeläggning och dispersion av asfalten förhindrar och avjämnar bildandet av asfaltenflockar och deras avsättning.

Problemet: Asfaltener i råolja

Asfalten är ett fast ämne som finns i råolja och som anses vara besvärligt eftersom det orsakar allvarliga problem under produktion och transport av råolja från borrbrunnen. Asfaltener är en mycket komplex klass av molekyler och förekommer i olika molekylstrukturer – En faktor som bidrar till problemet då olika former av asfalt orsakar problem med olika svårighetsgrad. Asfaltens många olika strukturer gör det också svårt att generalisera det till en specifik familj. Därför klassificeras asfalten i allmänhet som en löslighetsklass, eftersom den kännetecknas av att den är olöslig i n-alkaner.
Typiska problem som orsakas av asfaltener i råolja är t.ex. täta flockningar och avlagringar i reservoaren, borrhål och transportledningar, vilket i sin tur leder till drifts- och produktionskomplikationer och ökade bearbetningskostnader.

Aggregering och flockning av asfalt avbildad i Yen-modellen.
Med tillstånd av O. Mullins, Schlumberger.

Lösningen: ultraljudsreduktion av asfaltenutfällningar

Utfällda och flockulerade asfaltenpartiklar kan åtgärdas på ett tillförlitligt sätt genom ultraljud. Ultraljud med hög prestanda bryter asphaltenfällningar och flockar ner till en liten partikelstorlek. På så sätt dissocieras asfalten tillbaka till mycket små partiklar, som inte täpper till eller stör den grova bearbetningen. Ultraljudsdispergeringsmedel homogeniserar partiklarna i råoljan. Ofta tillsätts en kemisk stabilisator för att få långsiktig stabilitet. Detta innebär att ultraljud kan minska makrostrukturerad asfaltenflockning, vilket förhindrar asfaltavsättning på ytor, porpluggning i behållaren, pluggning av borrhål och uppbyggnader i rörledningar.

Slut på saltvattenöversvämning under ultraljudsvågor på olika platser i mikromodellen.
Studier och upphovsrätt: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Forskning visar att ultraljudsreduktion av asfalten är effektiv

Dehshibi et al. (2018) studerade effekterna av lågfrekvent, högeffekts ultraljud (30kHz) på asfaltenutfällning / flockning och deposition under temperaturkontroll. Ultraljud minskade asfaltenavlagringen. Ultraljudsvågor och den genererade akustiska kavitationen orsakade ökad oljeproduktion genom oljeskiktningsmekanism. Via ultraljudsbehandling var det inte bara möjligt att bryta upp asfaltenagglomerat, utan även att vända asfaltenavlagringen.
Dessutom kan tillämpningen av ultraljud förhindra blockering av halsar och porer med stor agglomererad asfalten. Därmed undveks ett tryckfall på grund av asfaltenavlagringar och vätskeflödet i porer och halsar förbättrades. Med hjälp av bildanalys fann man att som ett resultat av applicering av kraftultraljud avsattes inte cirka 80 % av den utfällda asfalten. "Med andra ord minskade 80 % av asfaltendepositionen och följaktligen minskar sannolikheten för blockering av mikrokanaler på grund av användning av ultraljud." (Dehshibi et al., 2018)
Resultaten av studien av Deshibis forskargrupp visade att ultraljudsvibrationer och kavitationsvibrationer kan avlägsna större asfaltaggregat från ytor och flytta dem till huvuddelen av flödet. Dessutom minskade ultraljudsbearbetningen mängden aggregerad asfalten (se figuren nedan). Baserat på bildanalysen kommer cirka 70% av asfalten som fälls ut inte att deponeras på grund av att systemet utsätts för ultraljudsbehandling.

Slut på saltlösning (magnesiumkloridlösning) översvämning under ultraljudsvågor bestrålning: (a) reversibiliteten av asfaltendepositionen (b) avlägsnande av asfalten.
Studie och upphovsrätt: DEshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Högpresterande ultraljudsapparater

Hielscher Ultrasonics är specialiserat på utveckling, prototyper, tillverkning och distribution av högpresterande ultraljudsprocessorer för tunga applikationer. På grund av exceptionell prestanda, uthållighet, robusthet och tillförlitlighet installeras Hielscher ultraljudssystem för petrokemiska applikationer över hela världen. Typiska tillämpningar inkluderar ultraljudsassisterad oxidativ avsvavling, råoljeemulgering, asfaltendeagglomerering, scavenger-dispersion och viskositetsreduktion av tunga oljor. Hielscher Ultraljud’ Industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder, vilket krävs för tunga applikationer. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Hielschers industriella system hanterar lätt mycket höga viskositeter och kräver endast lågt underhåll.
Kontakta oss nu för att få mer information om ultraljudsasfaltenreduktion, installationsalternativ och priser! Vår välutbildade, mångåriga erfarenhet diskuterar gärna dina processkrav med dig!
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: