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 – a factor which contributes to the problem as different forms of asphaltene cause problems with different degrees of severity. Asphaltene’s many different structures also makes it hard to generalize it into a specific family. Therefore, asphaltene is generally classified as a solubility class, since it is characterized as being insoluble in n-alkanes.
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.
Moreover, the application of ultrasonication could prevent the blockage of throats and pores with large agglomerated asphaltene. Thereby, a pressure drop due to asphaltene deposition was avoided and the fluid flow in the pores and throats was improved. Using image analysis it was found that as a result of applying power ultrasound about 80% of precipitated asphaltene did not deposit. “In other words, 80% of asphaltene deposition reduced and consequently probability of blockage of micro channels reduces due to using ultrasonic.” (Dehshibi et al., 2018)
The findings of the study of Deshibi’s research group demonstrated that ultrasonic vibration and cavitation vibration can remove larger asphaltene aggregates from surfaces and move them into the bulk of flow. Furthermore, the ultrasonic processing reduced the amount of aggregated asphaltene (see figure below). Based on the image analysis, about 70% of asphaltene precipitated will not be deposited due to the subjection of the system to sonication.

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’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes, which are required for heavy duty applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. Hielscher’s industrial systems easily handle very high viscosities and require low maintenance only.
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: