Güç Ultrasoniği ile Asfalten Birikiminin Azaltılması

Asfalten çökelmesi; geçirgenliği azaltarak, rezervuar kayacının ıslanabilirliğini değiştirerek, kuyu deliğini tıkayarak ve üretim kuyusu çevresinde önemli bir basınç düşüşü oluşturarak petrol üretiminde çok sayıda soruna yol açar. Ultrasonik asfalten deaglomerasyonu ve dispersiyonu, asfalten floklarının oluşumunu ve birikimini önler ve giderir.

Sorun: Ham Petroldeki Asfaltenler

Asfalten, ham petrolde bulunan ve sondaj kuyusundan ham petrolün üretilmesi ve taşınması sırasında ciddi sorunlara neden olduğu için sorunlu kabul edilen bir katıdır. Asfaltenler çok karmaşık bir molekül sınıfıdır ve farklı moleküler yapılarda bulunurlar – farklı asfalten biçimleri farklı şiddet derecelerinde sorunlara neden olduğundan, bu durum soruna katkıda bulunur. Asfaltenin çok sayıda farklı yapıya sahip olması, onu belirli bir aile altında genelleştirmeyi de zorlaştırır. Bu nedenle asfalten, n-alkanlarda çözünmemesiyle karakterize edildiği için genellikle bir çözünürlük sınıfı olarak sınıflandırılır.
Ham petroldeki asfaltenlerin neden olduğu tipik sorunlar arasında örneğin rezervuarda, sondaj deliklerinde ve taşıma boru hatlarında yoğun floklaşma ve birikimler yer alır; bunlar daha sonra işletme ve üretim süreçlerinde sorunlara ve artan işleme maliyetlerine yol açar.

Yen modelinde gösterilen asfalten agregasyonu ve floklaşması.
O. Mullins, Schlumberger’in izniyle.

Çözüm: Asfalten Çökeltilerinin Ultrasonik Olarak Azaltılması

Çökelmiş ve floklaşmış asfalten parçacıkları, yüksek güçlü ultrasonikasyonla güvenilir biçimde giderilebilir. Yüksek performanslı ultrasonikasyon, asfalten çökeltilerini ve floklarını küçük parçacık boyutlarına kadar parçalar. Böylece asfalten, tıkanmaya neden olmayan veya ham petrolün işlenmesini engellemeyen çok küçük parçacıklara yeniden ayrılır. Ultrasonik disperserler, ham petroldeki parçacıkları homojenleştirir. Uzun süreli kararlılık elde etmek için çoğu zaman kimyasal bir stabilizatör eklenir. Bu, ultrasonikasyonun makro yapılı asfalten floklaşmasını azaltabileceği anlamına gelir; böylece yüzeylerde asfalten birikimi, rezervuardaki gözeneklerin tıkanması, kuyu deliğinin tıkanması ve boru hatlarında birikimler önlenir.

Mikromodelin farklı noktalarında ultrasonik dalgalar altında tuzlu su enjeksiyonunun sonu.
Çalışma ve telif hakkı: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Araştırmalar Ultrasonik Asfalten Azaltımının Etkinliğini Kanıtlıyor

Dehshibi et al. (2018), düşük frekanslı, yüksek güçlü ultrasonikasyonun (30kHz), sıcaklık kontrolü altında asfalten çökelmesi / floklaşması ve birikimi üzerindeki etkilerini inceledi. Ultrasonikasyon, asfalten birikimini azalttı. Ultrasonik dalgalar ve oluşan akustik kavitasyon, petrol tabakalarının oluşumu mekanizması yoluyla petrol üretiminin artmasına neden oldu. Sonikasyon işlemiyle yalnızca asfalten aglomeralarını parçalamak değil, asfalten birikimini tersine çevirmek bile mümkün oldu.
Ayrıca ultrasonikasyon uygulaması, gözenek boğazlarının ve gözeneklerin büyük asfalten aglomeralarıyla tıkanmasını önleyebildi. Böylece asfalten birikiminden kaynaklanan basınç düşüşü önlendi ve gözeneklerdeki ve gözenek boğazlarındaki akışkan akışı iyileştirildi. Görüntü analiziyle, güç ultrasoniği uygulamasının sonucunda çökelmiş asfaltenin yaklaşık %80’inin birikmediği tespit edildi. “Başka bir deyişle, ultrasonik kullanımına bağlı olarak asfalten birikimi %80 azalmış ve dolayısıyla mikrokanalların tıkanma olasılığı azalmıştır.” (Dehshibi et al., 2018)
Deshibi’nin araştırma grubunun çalışmasındaki bulgular, ultrasonik titreşimin ve kavitasyon titreşiminin daha büyük asfalten agregalarını yüzeylerden uzaklaştırıp akışın ana kütlesine taşıyabildiğini gösterdi. Ayrıca ultrasonik işlem, agregasyon halindeki asfalten miktarını azalttı (aşağıdaki şekle bakınız). Görüntü analizine göre, sistemin sonikasyona tabi tutulması nedeniyle çökelmiş asfaltenin yaklaşık %70’i birikmeyecektir.

Ultrasonik dalgalara maruz bırakılarak gerçekleştirilen tuzlu su (magnezyum klorür çözeltisi) enjeksiyonunun sonu: (a) asfalten birikiminin tersine çevrilebilirliği (b) asfaltenin uzaklaştırılması.
Çalışma ve telif hakkı: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Yüksek Performanslı Sonikatörler

Hielscher Ultrasonics, ağır hizmet uygulamalarına yönelik yüksek performanslı ultrasonik işlemcilerin geliştirilmesi, prototiplerinin oluşturulması, üretimi ve dağıtımı konusunda uzmanlaşmıştır. Olağanüstü performansları, dayanımları, sağlamlıkları ve güvenilirlikleri sayesinde Hielscher ultrasonik sistemleri, dünya çapında petrokimya uygulamaları için kurulmaktadır. Tipik uygulamalar arasında ultrasonik destekli oksidatif kükürt giderimi, ham petrol emülsifikasyonu, asfalten deaglomerasyonu, tutucu maddelerin dispersiyonu ve ağır petrollerin viskozitesinin azaltılması yer alır. Hielscher Ultrasonics’in endüstriyel ultrasonik işlemcileri, ağır hizmet uygulamaları için gerekli olan çok yüksek genlikleri sağlayabilir. 200µm’ye kadar genliklerde 24/7 kesintisiz çalışma kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Daha da yüksek genlikler için özel olarak uyarlanmış ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Hielscher’in endüstriyel sistemleri çok yüksek viskoziteleri kolaylıkla işleyebilir ve yalnızca az bakım gerektirir.
Ultrasonik asfalten azaltımı, kurulum seçenekleri ve fiyatlar hakkında daha fazla bilgi almak için hemen bizimle iletişime geçin! İyi eğitimli ve uzun yıllara dayanan deneyime sahip personelimiz, proses gereksinimlerinizi sizinle görüşmekten memnuniyet duyacaktır!
Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bir fikir verir: