Minskad asphaltendeposition med power ultrasonics

Asfalterad nederbörd initierar många problem i oljeproduktionen genom att minska permeabiliteten, ändra reservoarens våthet, borra blockering samt skapa ett betydande tryckfall runt produktionsbrunnen. Ultraljud asphalten deagglomeration och dispersion förhindrar och åtgärdar bildandet av asphaltene flocs och deras nedfall.

Problemet: Asphaltenes i råolja

Asphaltene är en fast present i råolja som anses vara besvärlig eftersom det orsakar allvarliga problem under produktion och transport av råolja från borrhålet. Asphaltener är en mycket komplex klass av molekyler och förekommer i olika molekylära strukturer – en faktor som bidrar till problemet eftersom olika former av asphalten orsakar problem med olika grad av svårighetsgrad. Asphaltenes många olika strukturer gör det också svårt att generalisera det till en specifik familj. Därför klassificeras asphaltene i allmänhet som en löslighetsklass, eftersom den kännetecknas som olöslig i n-alkaner.
Typiska problem som orsakas av asphaltener i råolja är t.ex. täta flockningar och avlagringar i reservoaren, borrhål och transportledningar, vilket därefter leder till drifts- och produktionskomplikationer och ökade bearbetningskostnader.

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

Lösningen: Ultraljud minskning av asphalten fällningar

Fällda och flocculated asphaltene partiklar kan åtgärdas tillförlitligt genom effekt ultraljud. Hög perfromance ultraljud bryter asphalten fällningar och flockning ner till en liten partikel storlek. Därmed är asphaltenen dissociated tillbaka till mycket små partiklar, som inte täpper till eller stör rå bearbetning. Ultraljudsdispersperser homogeniserar partiklarna i råoljan. Ofta tillsätts en kemisk stabilisator för att uppnå långsiktig stabilitet. Detta innebär att ultraljud kan minska makrostrukturerad asphalten flocculation, vilket förhindrar asphalten deposition på ytor, por plugga i behållaren, wellbore plugga och uppbyggnad i rörledningar.

Slutet av saltlake översvämning under ultraljud vågor i olika fläckar av mikro-modell.
Studie och upphovsrätt: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Forskning visar effektivitet av ultraljud asphalten minskning

Dehshibi et al. (2018) studerade effekterna av lågfrekvent ultraljudsbehandling med hög effekt (30kHz) på asphalten nederbörd / flockning och nedfall under temperaturkontroll. Ultraljud minskade asphalten nedfall. Ultraljud vågor och den genererade akustisk kavitation orsakade ökande oljeproduktion genom olja skiktning mekanism. Via ultraljudsbehandling var det inte bara möjligt att bryta upp asphalten agglomerates, men även att vända asphalten depositionen.
Dessutom, tillämpningen av ultraljud kan förhindra blockering av halsar och porer med stora agglomerated asphaltene. Därmed undveks ett tryckfall på grund av asphaltendeposition och vätskeflödet i porerna och halsen förbättrades. Med hjälp av bildanalys konstaterades det att som ett resultat av applicering av kraft ultraljud cirka 80% av fälld asphalten inte deponering. "Med andra ord minskade 80% av asphaltendepositionen och därmed 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 ta bort större asphaltenaggregat från ytor och flytta dem till huvuddelen av flödet. Ultraljud bearbetning minskade dessutom mängden aggregerad asphaltene (se figur nedan). Baserat på bildanalysen kommer cirka 70% av asfalten fälls ut inte att deponeras på grund av att systemet utsätts för ultraljudsbehandling.

Änden av saltlake (magnesiumkloridlösning) som översvämmas under ultraljudsvågor bestrålning: a) reversibiliteten hos asphaltendepositionen b) asfaltborttagning.
Studie och upphovsrätt: Deshibi m.fl. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Högpresterande Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics är specialiserat på utveckling, prototyper, tillverkning och distribution av högpresterande ultraljud processorer för tunga applikationer. På grund av exceptionell prestanda, uthållighet, robusthet och tillförlitlighet installeras Hielscher ultraljudssystem för petrokemiska applikationer över hela världen. Typiska tillämpningar inkluderar ultraljud-assisterad oxidativ avsvavling, råolja emulgering, asphaltene deagglomeration, scavenger dispersion och viskositet minskning av tunga oljor. Hielscher ultraljud’ industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder, som krävs för tunga applikationer. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljud sonotrodes tillgängliga. Hielschers industriella system hanterar enkelt mycket höga viskositeter och kräver endast lågt underhåll.
Kontakta oss nu för att få mer information om ultraljud asphalten minskning, installationsalternativ och priser! Vår välutbildade, sedan länge erfarna kommer gärna att diskutera dina processkrav med dig!
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: