Зменшення відкладень асфальтенів за допомогою потужних ультразвукових систем

Осадження асфальтенів спричиняє численні проблеми в нафтовидобувній промисловості, зменшуючи проникність, змінюючи змочуваність порід резервуара, блокуючи стовбур свердловини, а також створюючи значне падіння тиску навколо видобувної свердловини. Ультразвукова дезагломерація та диспергування асфальтенів запобігають утворенню пластівців асфальтенів та їх відкладенню, а також усувають ці явища.

Проблема: асфальтени в нафті

Асфальтен – це тверда речовина, присутня в нафті, яка вважається проблемною, оскільки спричиняє серйозні проблеми під час видобутку та транспортування нафти з свердловини. Асфальтени є дуже складним класом молекул і зустрічаються в різних молекулярних структурах – фактор, який сприяє проблемі, оскільки різні форми асфальтенів спричиняють проблеми з різним ступенем тяжкості. Багато різних структур асфальтенів також ускладнюють їх узагальнення в конкретну родину. Тому асфальтени зазвичай класифікують як клас розчинності, оскільки вони характеризуються нерозчинністю в н-алканах.
Типові проблеми, спричинені асфальтенами в нафті, наприклад, щільна флокуляція та відкладення в резервуарі, свердловинах і транспортних трубопроводах, що згодом призводить до експлуатаційних і виробничих ускладнень та збільшення витрат на переробку.

Агрегація та флокуляція асфальтенів, зображені в моделі Єна.
Надано O. Mullins, Schlumberger.

Рішення: ультразвукове зменшення осадів асфальтенів

Осаджених і флокулятованих частинок асфальтенів можна надійно усунути за допомогою потужної ультразвукової обробки. Високоефективна ультразвукова обробка руйнує осади та флокуляти асфальтенів до малого розміру частинок. При цьому асфальтени дисоціюють назад на дуже малі частинки, які не засмічують і не заважають переробці нафти. Ультразвукові диспергатори гомогенізують частинки в нафті. Часто додають хімічний стабілізатор для досягнення довгострокової стабільності. Це означає, що ультразвукова обробка може зменшити макроструктурну флокуляцію асфальтенів, що запобігає відкладенню асфальтенів на поверхнях, закупорюванню пор у резервуарі, закупорюванню стовбура свердловини та утворенню відкладень у трубопроводах.

Кінець закачування розсолу під дією ультразвукових хвиль у різних точках мікромоделі.
Дослідження та авторське право: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Дослідження доводять ефективність ультразвукового зменшення асфальтенів

Dehshibi et al. (2018) вивчали вплив низькочастотної, високопотужної ультразвукової обробки (30kHz) на осадження / флокуляцію та відкладення асфальтенів за контрольованої температури. Ультразвукова обробка зменшила відкладення асфальтенів. Ультразвукові хвилі та створена акустична кавітація спричинили збільшення видобутку нафти за механізмом утворення шарів нафти. За допомогою ультразвукової обробки вдалося не лише розбити агрегати асфальтенів, а й навіть зворотити відкладення асфальтенів.
Крім того, застосування ультразвукової обробки могло запобігти закупорюванню пор і шийок великими агрегованими асфальтенами. При цьому було уникнуто падіння тиску через відкладення асфальтенів і покращено потік рідини в порах і шийках. За допомогою аналізу зображень було встановлено, що в результаті застосування потужного ультразвуку приблизно 80% осаду асфальтенів не відклалося. «Іншими словами, 80% відкладень асфальтенів зменшилося, і, отже, ймовірність закупорювання мікроканалів зменшується завдяки використанню ультразвуку». (Dehshibi et al., 2018)
Результати дослідження групи Deshibi показали, що ультразвукові коливання та коливання кавітації можуть видаляти більші агрегати асфальтенів із поверхонь і переміщувати їх у масу потоку. Крім того, ультразвукова обробка зменшила кількість агрегованих асфальтенів (див. рисунок нижче). На основі аналізу зображень, приблизно 70% осаду асфальтенів не відкладеться завдяки підданню системи ультразвуковій обробці.

Кінець закачування розсолу (розчину хлориду магнію) під дією ультразвукових хвиль: (a) оборотність відкладень асфальтенів (b) видалення асфальтенів.
Дослідження та авторське право: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Високоефективні ультразвукові системи

Hielscher Ultrasonics спеціалізується на розробці, прототипуванні, виробництві та розповсюдженні високоефективних ультразвукових процесорів для важких умов експлуатації. Завдяки винятковій продуктивності, витривалості, надійності та довговічності, ультразвукові системи Hielscher встановлюються для нафтохімічних застосувань у всьому світі. Типові застосування включають ультразвукове окиснювальне знесірчування, емульгування нафти, дезагломерацію асфальтенів, диспергування поглиначів та зменшення в’язкості важких нафт. Промислові ультразвукові процесори Hielscher Ultrasonics можуть забезпечувати дуже високі амплітуди, які необхідні для важких умов експлуатації. Амплітуди до 200µm можна легко підтримувати в режимі безперервної роботи 24/7. Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Промислові системи Hielscher легко справляються з дуже високою в’язкістю та потребують лише низького рівня обслуговування.
Зв’яжіться з нами зараз, щоб отримати більше інформації про ультразвукове зменшення асфальтенів, варіанти встановлення та ціни! Наші добре підготовлені, досвідчені співробітники будуть раді обговорити з вами ваші технологічні вимоги!
Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність наших ультразвукових систем: