Исследователи разработали точный метод измерения агрегирующих частиц, которые блокируют нефтепроводы

Исследователи из Университета Райса разработали простой и точный метод для обнаружения и количественного определения количества асфальтенов, осаждаемых из сырой нефти. Эти осадки создают серьёзные проблемы для нефтяной промышленности, засоряя скважины и трубопроводы.

Новый косвенный метод, предложенный командой под руководством доцента химической и биомолекулярной инженерии Франсиско Варгаса, сочетает гравиметрическую (центрифугирование) и спектроскопическую технику. В экспериментах метод не только обнаруживал и измерял содержание асфальтенов от очень низкого до очень высокого в чистой нефти и модельных маслах, но и выявлял частицы меньшего размера, чем могут зафиксировать стандартные прямые методы, используемые в отрасли. Исследование опубликовано в журнале Американского химического общества Energy and Fuels.

Асфальтены могут замедлить или даже остановить добычу, так как изменения давления, температуры и состава нефти при подъёме приводят к их отложению на трубах, насосах и клапанах. Варгас сравнил проблему с человеческими артериями, закупоренными холестериновыми отложениями: «Если стволы скважин засоряются, независимо от причины, нефть не может течь». Проблема усугубляется тем, что легкодоступные запасы нефти истощаются, и компании вынуждены использовать методы увеличения нефтеотдачи, которые могут изменить состав пласта и дестабилизировать асфальтены.

Промышленность полагается на методы спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона и микроскопии, но они не могут обнаружить частицы размером менее 0,5–1 микрон. Косвенный метод лаборатории Райса позволяет обнаруживать присутствие частиц размером до 100 нанометров (0,1 микрон) с помощью того же оборудования. Метод основан на центрифугировании для удаления частиц крупнее 100 нм и последующем измерении оптической плотности оставшейся жидкости для обнаружения и количественного определения осаждённых асфальтенов. Метод также учитывает присутствие воды в нефти, в отличие от прямых методов.

«Насколько нам известно, это единственный метод, который может одновременно обнаружить начало осаждения и количественно определить количество выпавшего асфальтена», — заявил Варгас. Будущая работа будет применять косвенный метод к образцам нефти под давлением, характерным для добывающих линий, а также для оценки потенциального ущерба добыче из-за отложений асфальтенов в коллекторах.