NO179089B - Fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling - Google Patents

Fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling Download PDF

Info

Publication number
NO179089B
NO179089B NO914533A NO914533A NO179089B NO 179089 B NO179089 B NO 179089B NO 914533 A NO914533 A NO 914533A NO 914533 A NO914533 A NO 914533A NO 179089 B NO179089 B NO 179089B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
measuring
precipitation
conductivity
oil
measuring cell
Prior art date
Application number
NO914533A
Other languages
English (en)
Other versions
NO914533L (no
NO914533D0 (no
NO179089C (no
Inventor
Hilde Anfindsen
Finn Hallstein Fadnes
Per Fotland
Original Assignee
Norsk Hydro As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norsk Hydro As filed Critical Norsk Hydro As
Priority to NO914533A priority Critical patent/NO179089C/no
Publication of NO914533D0 publication Critical patent/NO914533D0/no
Priority to DE69224162T priority patent/DE69224162T2/de
Priority to EP92203527A priority patent/EP0544354B1/en
Priority to CA002083218A priority patent/CA2083218A1/en
Priority to US07/979,233 priority patent/US5420040A/en
Publication of NO914533L publication Critical patent/NO914533L/no
Publication of NO179089B publication Critical patent/NO179089B/no
Publication of NO179089C publication Critical patent/NO179089C/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2835Specific substances contained in the oils or fuels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2823Raw oil, drilling fluid or polyphasic mixtures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/21Hydrocarbon
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/21Hydrocarbon
    • Y10T436/212Aromatic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling.
Asfaltener er definert som den fraksjon av en olje som er uløselig i N-C5 og løselig i benzen. Definisjonen er m.a.o. operasjonell, - det finnes ingen stringent fysisk eller kjemisk definisjon. Asfalten - "monomeren" har en varierende struktur fra olje til olje, men er generelt antatt å bestå av aromatiske makromolekyler som har et signifikant innhold av heteroatomer (N, S, O). Asfaltener antas å foreligge i løsning delvis som monomere og delvis som kolloidale aggregater med en kontinuerlig størrelsesfordeling.
Det er vist eksperimentelt at asfaltener, løst i en olje eller utfelt, har en svært vid fordeling i størrelse. Typiske data viser at molekylvektfordelingen strekker seg fra ca. 1000 til over 200.000.
Utfelte asfaltener representerer et vesentlig problem i forbindelse med utvinning og prosessering av petroleumsprodukter idet de avsetter seg i ventiler, rør og prosessutstyr. I verste fall vil avleiring av asfaltener i slike komponenter og utstyr kunne føre til fullstendig gjentetting og driftsstans, med betydelige økonomiske uttellinger som følge.
Hvorvidt asfaltener vil kunne utfelles i petroleumsprodukt, f.eks. råolje, er i vesentlig grad avhengig av oljens trykk, temperatur og sammensetning. I de tilfeller hvor det har oppstått problemer med asfaltenutfelling, har det i få tilfeller vært forventet slik utfelling. Dette beror på at kunnskaper om asfaltenutfelling er begrenset og at modellene som pr. i dag benyttes bare i noen grad er prediktive.
Det finnes pr. i dag heller ikke on-Iine utstyr for deteksjon eller kvantitativ bestemmelse av asfaltenutfelling. Utstyret som er kjent, er således kun anvendelig i laboratoriesammenheng og vil ikke kunne benyttes for industriell anleggsprosess-styring.
Ved en kjent metode benyttes en lyskilde i form av en laser e.l. og en lysdetektor som begge plasseres i en oljeprøve fortynnet med et oppløsningsmiddel. Ved hjelp av en injeksjonsordning tilføres et flokkuleringsmiddel for å initiere flokkulering. Flokkuleringsterskelverdien (utfellingspunktet) vil i henhold til denne metode detekteres ved at lysdetektoren registrerer en reduksjon i transmittert lys når flokkulering inntrer. Metoden bestemmer kun flokkuleringsterskelverdien og kan ikke benyttes til måling av utfelt mengde asfalten. Den er for øvrig ikke selektiv og vil følgelig ikke kunne angi om det virkelig er asfaltener som utfelles, eller om det er andre stoffer, f.eks. sand, som er til stede i oljen.
En annen kjent metode for detektering av flokkuleringsterskelverdien for en oljeprøve baserer seg på måling av grenseflatespenningen mellom olje og vann som funksjon av tilsatt mengde flokkuleringsmiddel. Idet utfelling finner sted øker grenseflatespenningen og flokkuleringsterskelverdien kan dermed identifiseres. Heller ikke denne metoden kan anvendes til mengdebestemmelse av utfelte asfaltener. Den er dessuten usikker med hensyn til nøyaktighet og reproduserbarhet og er arbeidskrevende og uanvendelig ved trykkforsøk.
Disse to siste forhold gjelder også en tredje kjent metode - gravimetri - som er grunnlagt på standard våtkjemi. Olje og et flokkuleringsmiddel blandes i et ønsket forhold slik at det oppstår utfelling av asfaltener. Bunnfallet etter utfellingen sentrifugeres fra, vaskes og veies. Denne metode anvendes kun for å bestemme utfelt mengde asfaltener i en oljeprøve og kan ikke påvise flokkuleringsterskelverdien for oljen uten å måtte foreta en serie gravimetriske analyser som er meget omstendelige og tidkrevende.
Som nevnt ovenfor er de kjente metoder kun anvendbare i laboratoriesammenheng. Basert på denne kjensgjerning og det faktum at det pr. i dag ikke finnes prediktive modeller for bestemmelse av asfaltenutfelling, så oppfinnerne det som en oppgave å fremskaffe en metode og utstyr som ville kunne måle slik utfelling og som ville kunne benyttes on-Iine for industriell anleggsprosess-styring og -overvåking.
I forbindelse med en litteraturstudie ble det foretatt en vurdering av alle eksisterende målemetoder. Samtidig ble det også sett nærmere på petroleumsprodukters - spesielt på råoljens - fysikalske og kjemiske egenskaper.
De fleste nordsjøoljer har en dielektrisitetskonstant i området s = 2. Rene oljer (raffinerte) har meget lav konduktivitet og kan regnes som elektrisk isolerende. Målinger foretatt av oppfinnerne viser at ledningsevnen for råolje (uten gass) ligger i området 1nS/m som også er lavt, men høyere enn verdiene for raffinerte oljer. Det synes å være en viss enighet i litteraturen om at asfaltenmolekylene bærer elektrisk ladning.
Med utgangspunkt i ovenstående, besluttet oppfinnerne å foreta målinger av ledningsevne for råolje for å se om ledningsevnen endret seg ved utfelling av asfaltener i oljen. Det ble foretatt slike målinger av råoljeprøver tilsatt flokkuleringsmiddel (pentan, heksan og heptan), og overraskende fant man at det var en slik sammenheng.
Etter disse innledende oppløftende målingene ble det også foretatt en teoretisk vurdering og ytterligere målinger for å se om det på basis av samme måleprinsipp var mulig å kvantifisere mengden utfelte asfaltener, og like overraskende fant man at det ville være mulig å kvantifisere utfellingen ved ledningsevnemålinger.
Med dette kom man således frem til en oppfinnelse i form av en metode og utstyr hvor det ikke bare er mulig å bestemme flokkuleringsterskelverdien for et petroleumsprodukt og mengden utfelte asfaltener, men en metode og utstyr som kan anvendes on-Iine for overvåking og styring av prosesser med de temperatur og trykkforhold som petroleumsproduktet eksisterer under.
Oppfinnelsen representerer et vesentlig teknisk fremskritt sammenholdt med eksisterende metoder og utstyr som bare kan anvendes i laboratoriesammenheng og som, for de fleste metoder og utstyrs vedkommende, ikke tar hensyn til de trykk- og temperaturforhold som naturlig eksisterer.
I GB patentskrift nr. 2139766 er det vist og beskrevet en målecelle som er innrettet til å fylles med råolje og som på basis av kapasitansmålinger kan bestemme råoljens innhold av vann. Det er i søknaden ikke nevnt eller overhodet antydet at cellen kan benyttes til måling av asfaltenutfelling i et petroleumsprodukt.
Det samme gjelder en målecelle (sensor) som er omtalt i WO 88/09930. Denne består av en ytre elektrode i form av en beholder, samt en innvendig, konsentrisk anordnet elektrode, og benyttes for måling av skadestoff i forbrenningsgasser, såsom So2, HCI, NOx.
Metoden i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at asfaltenutfellingen bestemmes ved måling av endringer i petroleumproduktets ledningsevne eller kapasitans som angitt i krav 1.
Oppfinnelsen omfatter videre utstyr for måling av asfaltenutfelling i et petroleumsprodukt, omfattende en målecelle som er innrettet til å fylles med et middel i form av petroleumsproduktet eller en løsning av dette og et flokkuleringsmiddel, hvilken målecelle er elektrisk tilkoblet et instrument for måling av middelets konduktivitet eller kapasitans idet målecellen består av en ytre elektrode i form av en beholder med et inn- og utløp for gjennomstrømning av middelet, samt en innvendig konsentrisk anordnet elektrode, hvilke elektroder er elektrisk isolert fra hverandre ved hjelp av kvarts eller lignende, elektrisk isolerende materiale.
Utstyret er karakterisert ved at målecellen er innkoblet i en rørsløyfe og at det i rørsløyfen ytterligere er innkoblet en beholder for middelet samt en pumpe for tilførsel og sirkulasjon av middelet gjennom målecellen.
Kravene 2, 4 og 5 definerer fordelaktige trekk ved oppfinnelsen.
Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives nærmere ved hjelp av eksempel og under henvisning til tegningsfigurene hvor
Fig. 1 viser en skisse av det eksperimentelle utstyret i henhold til oppfinnelsen,
Fig. 2 viser i større målestokk en skisse av en konduktivitetscelle vist i Fig. 1.
Fig. 3 viser et diagram med resultater av konduktivitetsmålinger som funksjon av tilsatt
mengde flokkuleringsmiddel.
Fig. 4 illustrerer sammenhengen mellom målt og viskositetsnormalisert konduktans som
funksjon av vektfraksjon flokkuleringsmiddel.
Fig. 5 viser i større målestokk en del av kurven vist i Fig. 4.
Fig. 6 viser et eksempel på utstyr i henhold til foreliggende oppfinnelse anvendt i on-Iine
sammenheng.
Som nevnt overfor, viser Fig. 1 en skisse av det eksperimentelle utstyret i henhold til oppfinnelsen. Den består av en beholder eller fortynningskolbe 1 for olje, en pumpe 2, en målecelle 3 og et impedansmeter 4. Beholderen 1, målecellen 3 og pumpen 2 er koblet sammen ved hjelp av rørforbindelser 9 og er anordnet inne i et varmeskap 4 for styring av temperaturen under forsøkene.
Utstyret virker på den måten at løsningen i beholderen 1 (olje + et flokkuleringsmiddel) pumpes via pumpen 2, gjennom målecellen 3 og tilbake til beholderen 1. Beholderen 1 har en størrelse som gjør det mulig å romme selve oljeprøven og flokkuleringsmiddelet slik at det kan foretas målinger over hele vektbrøkintervallet av flokkuleringsmiddelet.
De fleste kommersielle konduktivitetsceller er beregnet på vanlige løsninger av salter o.l. Geometrisk er disse bygget opp som to plater (elektroder) overfor hverandre i en gitt avstand. Konduktansen til et slikt oppsett er gitt som:
der A er platenes areal, d er avstanden og k er den spesifikke konduktivitet eller i henhold til korrekt terminologi; konduktiviteten. k er cellekonstanten og må bestemmes for den enkelte målecelle. For foreliggende eksperimentelle oppsett er elektrodene for målecellen koblet til et impedansmeter registrert under varemerket Hewlett Packard<vy>HP4192A.
Målecellen som ble benyttet under forsøkene ble konstruert og fremstilt spesielt for dette formål og er nærmere vist i Fig. 2.
Den består av to konsentriske sylindere, isolert fra hverandre ved hjelp av et kvartsrør 8. Disse sylinderene fungerer som elektroder og prøven befinner seg i mellomrommet mellom disse. Avstanden mellom indre og ytre elektrode kan f.eks. være 1 mm. Ved denne konstruksjonen oppnås stort areal kombinert med liten elektrodeavstand. Det kan vises at konduktansen er gitt ved:
der r0 er radius til ytre sylinder og rt er radius til indre sylinder. Hvis man velger r0 = 7,4 mm, ^ = 6,5 mm og L = 100 mm blir cellekonstanten = 0,21m "<1>. Den avleste konduktansen vil da bli i området G = 10 nS og med en oppløselighet på 1nS skulle dette muliggjøre målinger. I alle målinger ble det registrert avlesninger i området G = 1 - 0,5 mS. Feilen i avlesningen, på grunn av oppløseligheten, har derfor vært fra 0.1% til 2% og reproduserbarheten har vært meget god. Ved å senke cellekonstanten kan det foretas målinger på oljer med lavere konduktivitet. Dette kan gjøres ved å øke lengden og/eller variere elektroderadiene, men beholde elektrodeavstand.
Den første cellen med disse spesifikasjoner ble laget i messing og brukt direkte. Det vise seg snart at messingoverflaten ble noe misfarget samt at målingene ikke var stabile. Det var derfor nødvendig å belegge elektrodene med et tynt lag gull.
Forsøk
Det ble gjennomført en rekke forsøk av ledningsevnemålinger på råolje som funksjon av tilsatt mengde flokkuleringsmiddel, pentan, heksan og heptan. Et typisk kurveforløp er vist i figur 3 sammen med mikroskopbilder av løsningene før og etter utfelling. Den nederste kurven i figur 3 viser konduktansen mot vektprosent pentan tilsatt. Det kan ses en initiell stigning av konduktansen, deretter flater kurven ut mot et maksimum og faller mot verdien for ren pentan. Utfellingspunktet er karakterisert ved en knekk i denne kurven ved cirka 60% pentan. I dette punktet skifter også krumningen fra initielt konkav til konveks.
Den øvre kurven er avledet av den nederste og viser konduktansen dividert med vektbrøk olje i prøven mot vektbrøk pentan. Bakgrunnen for denne datatransformeringen er at mengden asfaltener i prøven er proporsjonal med mengden råolje. Det kan også forventes at ledningsevnen er proporsjonal til mengden asfaltener tilstede. Konsentrasjonsavhengigheten fremkommer derfor tydeligere hvor konduktansen normaliseres med mengden ledende materiale. I akademisk litteratur er den analoge størrelsen kalt den molare ledningsevnen og er definert som konduktiviteten dividert med den molare konsentrasjon. Dette begrepet er utførlig beskrevet i de fleste lærebøker i fysikalsk kjemi. Når det gjelder råoljer har man ingen mulighet til å finne den molare konsentrasjonen (molariteten) for asfaltener og er derfor nødt til å bruke primitive størrelser som vektbrøk råolje som er direkte proporsjonal til vektbrøken asfaltener.
På den øvre kurven kan det ses at knekkpunktet fremkommer tydeligere i form av et maksimum. Utfellingspunktet er altså karakterisert ved dette maksimum. For å verifisere dette ble det tatt mikroskopbilder av prøven og det kan tydelig ses hvordan utfellingen dannes akkurat ved maksimum. Siden er dette også verifisert ved gravimetri. (Jfr. senere avsnitt.) Det er m.a.o. ingen tvil om at dette punktet på kurven representerer utfellingspunktet for asfaltenene.
Kurveforløpet (nedre kurve på figur 3) forut for utfelling kan enkelt forklares ved hjelp av det korresponderende viskositetsforløp som er nærmere forklart i et etterfølgende avsnitt.
Selve utfellingsprosessen foregår over tid, det vil si at hvis man blander olje og pentan i et forhold som gir utfelling vil det ta tid før utfellingen er fullstendig. Kinetikken kan enkelt undersøkes ved å måle konduktiviteten som funksjon av tid etter blanding. I vanlige standardprosedyrer lar man løsningen stå i minst 8 timer før videre prosessering. Ved foretatte målinger er det funnet at kinetikken er avhengig av fellingsmiddelet. Tidsfaktoren kan være viktig i forbindelse med produksjon og prosessering av olje. Eksempelvis kan man tenke seg at betingelsene for utfelling er i nærbrønnsonen i reservoaret. Hvis utfellingen tar en viss tid før den når en slik størrelse at den lager problemer er det viktig å kunne predikere når og hvor problemene 'dukker opp'.
Alle de undersøkte oljer har vist samme kurveforløp og konklusjonen som kan trekkes ut av dette er at utfellingspunktet fremkommer som en knekk i konduktivitetsforløpet målt mot en ytre variabel som gir utfelling. Med ytre variable menes f.eks. tilsetninger, trykk og temperatur. Foreløpig er det kun målt mot de ovenfor nevnte flokkuleringsmidler.
For produksjon og prosessforhold er det også viktig å anslå mengden som felles ut. Av de forutgående avsnitt kan det konkluderes med at ledningevnen er proporsjonal til mengden asfaltener i løsning. Væskens viskositet endres gjennom tilsetning av pentan. Elektrisk ledningsevne er en transportegenskap (transport av ladning) og i væsker er det hovedsakelig ioner som bærer denne ladningen ved å bevege seg i feltretningen. Væskens viskositet vil føre til en motsatt rettet friksjonskraft og økende viskositet vil derfor føre til avtagende ledningsevne. Denne effekten er i denne sammenhengen ikke interessant og dataene er derfor transformert i henhold til:
der r) soiution °9 r\flok er henholdsvis viskositeten til løsningen og rent tilsetningsmiddel.
Størrelsen på konduktansen G" er nå viskositetsnormalisert, det vil si at effekten av varierende viskositet er fjernet. En slik kurve er vist i Figur 4. Det kan ses at maksimum i konduktansen ikke lenger finnes. Det kan derfor konkluderes med at dette maksimum var en effekt av den varierende viskositet.
For å beregne mengde utfelt må det trekkes en hypotetisk kurve. Konduktansforløpet uten utfelling må anslås. Målinger utført på oljen uten utfelling viser at kurven vil være konkav over hele vektbrøkintervallet. I Fig. 4 er det skissert forløpet av konduktansen G med og uten utfelling. Figuren viser også det viskositetsnormaliserte forløpet. Den interessante delen av
kurven er utfellingsdelen. I Fig. 5 er den delen forstørret opp.
For å bestemme mengde utfelt brukes følgende argument;
a. Gitt konduktans G<n>
b. Bestem de korresponderende konsentrasjoner ved å gå inn på henholdsvis den
reelle og den hypotetiske kurve.
c. Disse to konsentrasjoner av asfaltener har samme ledningsevne, samme viskositet og avviker neglisjerbart i dielektrisk konstant.
d. Det antas derfor at de har samme mengde asfaltener i løsning.
e. Differansen mellom disse to konsentrasjonene gir derfor mengden asfaltener
utfelt.
Denne argumentasjonsrekken er også forsøkt illustrert i Fig. 5. Punktet II i figur 5 er ved utfelling skjøvet til punkt I, som er det målte. Forskyvningen på aksen gir følgelig det manglende stoff, altså utfellingen.
Det skal også bemerkes at konsentrasjons-aksen er regnet om fra vektbrøk til masse/volum som er det fysisk korrekte sammenligningsgrunnlag. Dette er gjort ved å måle tetthetsforløpet i alle blandingsforhold mellom olje og flokkuleringsmiddel.
Etter å ha gjennomført denne prosedyren kan en forelegge resultatet på den basis man ønsker f. eks. masse utfelt pr. totalt volum, masse utfelt pr. mengde råolje i prøven etc. Valg av enheter må sees i den sammenhengen resultatene skal brukes.
Denne prosedyren gir relative mengder utfelt. Total mengde asfaltener i oljen må bestemmes i henhold til den prosess som gir utfellingen. Hvis man feller med pentan og heptan vil en se at pentan gir større utfelling enn heptan. Asfaltenfraksjonen er nettopp definert ved den mengde utfelling man får ved blanding 1 del av olje og 40 deler pentan. Total mengde må derfor ses i sammenheng med flokkuleringsmiddelet.
Verifisering av den ovenfor nevnte prosedyre er gjort ved å veie inn parallelle prøver ved de gitte blandingsforhold. Prøvene ble deretter behandlet i henhold til standard ASTM metode for analyse av asfaltener. Det vil kort si at de ble sentrifugert, dekantert, bunnfallet vasket med flokkuleringsmiddelet og til slutt ble utfelt mengde bestemt gravimetrisk. Disse gravimetriske data, som anses å være 'fasit' ble plottet sammen med resultatene fra konduktivitetsprosedyren. Resultatene viser at det er meget god overensstemmelse mellom de to teknikkene. Det må nevnes at konduktivitetsdataene er normalisert til å stemme overens med de gravimetriske analysene kun ved 100% flokkuleringsmiddel.
Det skal i denne forbindelse bemerkes at det foruten konduktansmålinger som alternativ også ble foretatt kapasitansmålinger av petroleumsproduktprøver som funksjon av tilsatt mengde flokkuleringsmiddel. Målingene ble foretatt på "tung" olje, dvs. olje som var rik på asfaltener og voks. Som for konduktansmålingene viste kurvene for kapasitansmålingene en knekk ved flokkuleringsterskelverdiene for prøvene. Forsøkene viste også at det kan være en fordel å måle kapasitans istedenfor konduktans hvis f.eks. voks faller ut samtidig med asfaltenene. Kapasitansen er imidlertid sensitiv overfor vann og dette vil i sin tur medføre at det kan være vanskeligere å tolke målingene.
I det foranstående er det vist og beskrevet en metode og utstyr for måling av asfaltenutfelling i laboratoriesammenheng. Som tidligere nevnt er det imidlertid en vesentlig fordel med foreliggende oppfinnelse at den kan benyttes for on-Iine målinger, f.eks. i forbindelse med utvinning av olje og gass i offshore-sammenheng. Dette er vist i Fig. 6. Utstyret omfatter en målecelle 13, et instrument for måling av konduktivitet (eller kapasitans) 15, et viskosimeter 17, et termometer 14, et manometer 16, samt en beholder 10 med rengjøringsmiddel og en pumpe 11. Målecellen 13 er direkte forbundet med en produksjonsledning 20 for olje og gass ved hjelp av et rør 21 med passende tykkelse. Røret 21 kan hensiktsmessig munne ut i et ved hjelp av en ventil 18 lukket avløp 19, eller være forbundet med produksjonsledningen 20 slik at oljen kan føres tilbake til denne ved hjelp av en pumpe (ikke vist). Olje tilføres målecellen 13 ved å åpne en to-veis ventil 12 på røret 21. Samtidig må ventilen 18 være åpen slik at oljen kan strømme igjennom. Når temperaturen i cellen 13, målt med termometeret 14, er lik temperaturen i produksjonsledningen 20, stenges ventilen 18 og trykket sjekkes ved hjelp av manometeret 16. Det avleste trykket skal være stabilt under måling. Når trykk og temperatur er representative for oljestrømmen i produksjonsledningen, kan avlesninger av konduktivitet (eller kapasitans) samt viskositet foretas av instrumentene 15 respektive 17.
Etter at målingene er foretatt, åpnes stengeventilen 18 og to-veis ventilen 12 dreies slik at den stenger for tilførsel av olje, men åpner for tilførsel av rengjøringsmiddel fra beholderen 10 ved hjelp av pumpen 11.
Måling av konduktivitet korrigeres for eventuelle viskositetsendringer som tidligere beskrevet, men viskositeten til flokkuleringsmiddelet settes lik 1 (ri flok. = 1). Konduktiviteten kan ved hjelp av utstyret følges som en funksjon av tid. Hvis konduktiviteten øker over tid kan dette indikere at den produserte olje gradvis blir mer asfaltenrik. Hvis derimot konduktiviteten avtar over tid må oljen sjekkes for mulig asfaltenutfelling. Et estimat over mengde utfelt kan gis ved at man på forhånd har laget en kalibreirngskurve som viser den viskositetsnormaliserte konduktans som funksjon av mengde asfaltener for denne oljen. En slik sammenheng kan på forhånd finnes i laboratoriet. Hvis man har kalibreringskurven kan de avleste konduktansverdier overføres direkte til konsentrasjon asfaltener. Et eventuelt fall i konduktansen kan da angis som mengde utfelt.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for måling av asfaltenutfelling i et petroleumsprodukt, ved hjelp av en ytre variabel som gir utfelling, så som tilsetninger, trykk eller temperatur, karakterisert ved at utfellingen bestemmes ved måling av endringer i petroleumsproduktets konduktivitet eller kapasitans.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at relativ mengde utfelte asfaltener bestemmes på basis av måling av differansen mellom vektfraksjon tilsatt flokkuleringsmiddel ved faktisk målt viskositetsnormalisert konduktans, og vektfraksjon tilsatt flokkuleringsmiddel ved viskositetsnormalisert hypotetisk konduktans.
3. Utstyr for måling av asfaltenutfelling i et petroleums-produkt, omfattende en målecelle (3,13) som er innrettet til å fylles med et middel i form av petroleumsproduktet eller en løsning av dette og et flokkuleringsmiddel, hvilken målecelle er elektrisk tilkoblet et instrument (4,15) for måling av middelets konduktivitet eller kapasitans, idet målecellen (3) består av en ytre elektrode i form av en beholder (6) med et inn- og utløp for gjennomstrømning av middelet, samt en innvendig konsentrisk anordnet elektrode (7), hvilke elektroder er elektrisk isolert fra hverandre ved hjelp av kvarts eller lignende, elektrisk isolerende materiale, karakterisert ved at målecellen (3) er innkoblet i en rørsløyfe (9) og at det i rørsløyfen ytterligere er innkoblet en beholder (1) for middelet samt en pumpe (2) for tilførsel og sirkulasjon av middelet gjennom målecellen (3).
4. Utstyr ifølge krav 3, karakterisert ved at det i tilknytning til beholderen (1) er anordnet en innretning for dosert tilførsel av et flokkuleirngsmiddel og/eller petroleumsprodukt.
5. Utstyr ifølge kravene 3 og 4, karakterisert ved at henholdsvis cellene (3), beholderen (1) og pumpen (2) er anordnet i et varmeskap (5) el
NO914533A 1991-11-20 1991-11-20 Fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling NO179089C (no)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO914533A NO179089C (no) 1991-11-20 1991-11-20 Fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling
DE69224162T DE69224162T2 (de) 1991-11-20 1992-11-17 Verfahren zur Messung der Fällung von Asphalten in Öl
EP92203527A EP0544354B1 (en) 1991-11-20 1992-11-17 Method for the measurement of precipitation of asphaltene in oil
CA002083218A CA2083218A1 (en) 1991-11-20 1992-11-18 Method and equipment for the measurement of precipitation of asphaltene in oil
US07/979,233 US5420040A (en) 1991-11-20 1992-11-20 Method for the measurement of precipitation of asphaltene in oil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO914533A NO179089C (no) 1991-11-20 1991-11-20 Fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO914533D0 NO914533D0 (no) 1991-11-20
NO914533L NO914533L (no) 1993-05-21
NO179089B true NO179089B (no) 1996-04-22
NO179089C NO179089C (no) 1996-07-31

Family

ID=19894608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO914533A NO179089C (no) 1991-11-20 1991-11-20 Fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5420040A (no)
EP (1) EP0544354B1 (no)
CA (1) CA2083218A1 (no)
DE (1) DE69224162T2 (no)
NO (1) NO179089C (no)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI97083C (fi) * 1993-12-31 1996-10-10 Neste Oy Menetelmä ja laite öljyn stabiilisuuden mittaamiseksi
WO1996010618A1 (en) * 1994-09-30 1996-04-11 Sgi International Electrodynamic-chemical processing for beneficiation of petroleum residue
FR2737780B1 (fr) * 1995-08-11 1997-09-19 Inst Francais Du Petrole Cellule d'essai de melanges fluides adaptee a detecter des changements de phases
US5668964A (en) * 1995-08-24 1997-09-16 Wall Data Incorporated Graphical user interface for creating a new notebook with a dragged page
IT1293728B1 (it) * 1997-07-18 1999-03-10 Eniricerche S P A Ora Enitecno Metodo per determinare la soglia di flocculazione di asfalteni in olio
US5969237A (en) * 1997-10-09 1999-10-19 Baker Hughes Incorporated Measurement and control of asphaltene agglomeration in hydrocarbon Liquids
DE19911292A1 (de) * 1999-03-13 2000-11-23 Andreas Lorenz Hoffmann Elektronisches Kühlschmiermittel-Konzentrations-Meßgerät
FR2820503B1 (fr) * 2001-02-07 2003-04-04 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour predire le seuil de floculation d'asphaltenes contenus dans des melanges d'hydrocarbures
US7079242B2 (en) * 2003-12-19 2006-07-18 Core Laboratories L.P. Method and apparatus for determining characteristics of particles in a fluid sample
US7776930B2 (en) * 2004-06-16 2010-08-17 Champion Technologies, Inc. Methods for inhibiting naphthenate salt precipitates and naphthenate-stabilized emulsions
US9567509B2 (en) 2011-05-06 2017-02-14 Ecolab Usa Inc. Low dosage polymeric naphthenate inhibitors
US9360425B2 (en) 2013-05-02 2016-06-07 Baker Hughes Incorporated Method for characterizing the stability of foulants and/or efficacy of foulant inhibitors within petroleum-based fluids
US9322779B2 (en) 2013-10-16 2016-04-26 Baker Hughes Incorporated Methods of measuring the fouling tendency of hydrocarbon fluids
US20170082594A1 (en) * 2014-05-15 2017-03-23 Flint Hills Resources, Lp Methods for reducing the precipitation propensity of asphaltenes in blended crude oils
US10280714B2 (en) 2015-11-19 2019-05-07 Ecolab Usa Inc. Solid chemicals injection system for oil field applications
US10620145B2 (en) 2016-07-22 2020-04-14 The Texas A&M University System Method and system for stability determination of asphaltenes utilizing dielectric constant measurements
US10648939B2 (en) 2016-07-22 2020-05-12 The Texas A&M University System Method and system for stability determination of asphaltenes utilizing dielectric constant measurements
WO2018217889A1 (en) 2017-05-23 2018-11-29 Ecolab Usa Inc. Injection system for controlled delivery of solid oil field chemicals
CA3064009A1 (en) 2017-05-23 2018-11-29 Ecolab Usa Inc. Dilution skid and injection system for solid/high viscosity liquid chemicals
WO2019126181A1 (en) 2017-12-18 2019-06-27 Ecolab Usa Inc. Testing the effect of solvating agents on the stability of asphaltene dispersions
WO2020131092A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 Bl Technologies, Inc. Method and sensor system for monitoring asphaltene stability in crude oil
US11333651B2 (en) * 2019-09-17 2022-05-17 Clariant International Ltd. Determination of asphaltene inhibitor properties and treatment of crude oil with asphaltene inhibitors
US11333650B2 (en) * 2019-09-17 2022-05-17 Clariant International Ltd. Determination of asphaltene inhibitor properties and treatment of crude oil with asphaltene inhibitors
EP3835775A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-16 Clariant International Ltd Determination of asphaltene inhibitor properties

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2909483A (en) * 1957-11-14 1959-10-20 Exxon Research Engineering Co Determination of asphaltic components of petroleum hydrocarbons by measuring the electrical conductivity thereof
US4434233A (en) * 1981-03-03 1984-02-28 Carrier Corporation Method of testing oil for ionic contaminants
GB2139766B (en) * 1983-05-10 1986-09-17 British Petroleum Co Plc Measurement of water in crude oil
FR2578979B1 (fr) * 1985-03-15 1987-08-21 Elf France Procede pour la determination rapide de la stabilite des residus petroliers et des fiouls, ainsi qu'appareillage pour la mise en oeuvre de ce procede
DE3843243C2 (de) * 1988-12-22 1999-04-08 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur Feststellung des Alkoholgehaltes von Kraftstoffen
US5156975A (en) * 1990-07-03 1992-10-20 Nalco Chemical Company Field dispersant test for determining the fouling tendency of a crude oil process

Also Published As

Publication number Publication date
DE69224162D1 (de) 1998-02-26
US5420040A (en) 1995-05-30
NO914533L (no) 1993-05-21
CA2083218A1 (en) 1993-05-21
EP0544354B1 (en) 1998-01-21
NO914533D0 (no) 1991-11-20
EP0544354A1 (en) 1993-06-02
DE69224162T2 (de) 1998-06-10
NO179089C (no) 1996-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO179089B (no) Fremgangsmåte og utstyr for måling av asfaltenutfelling
Mansur et al. Determination of asphaltene particle size: influence of flocculant, additive, and temperature
Friisø et al. Complex permittivity of crude oils and solutions of heavy crude oil fractions
Ashtari et al. Investigation on asphaltene and heavy metal removal from crude oil using a thermal effect
Castillo et al. Measurement of the refractive index of crude oil and asphaltene solutions: onset flocculation determination
Shahruddin et al. Fluid-solid phase transition of n-alkane mixtures: Coarse-grained molecular dynamics simulations and diffusion-ordered spectroscopy nuclear magnetic resonance
Guzmán et al. Evaluation of asphaltene stability of a wide range of Mexican crude oils
Moncada et al. Determining the flocculation point of asphaltenes combining ultrasound and electrochemical impedance spectroscopy
Singer et al. Experimental study of sour top-of-the-line corrosion using a novel experimental setup
US3222918A (en) Measurement of specific gravity and basic sediment and water content of oil
Simon et al. A critical update of experimental techniques of bulk and interfacial components for fluid characterization with relevance to well fluid processing and transport
Kuang et al. Experimental determination of asphaltene deposition
CN114487028A (zh) 一种提高低电导率水样pH在线测量准确性的方法及装置
Rogel et al. The Role of Compatibility in Determining the Blending and Processing of Crude Oils
Khaleel et al. Experimental Investigation of Asphaltene Precipitation
US8706425B2 (en) Method for validation of polymer aqueous solutions concentration and activation in water treatment applications and polymer make-up unit therefor
Emmanuel et al. “Determination of cloud and pour point of crude oil with reference to crude transportation
CN114386193A (zh) 一种用于火灾安全阀的性能检测方法
RU2732015C2 (ru) Прогнозирование высокотемпературного осаждения асфальтенов
Quainoo et al. Long-Time Kinetic Impact on Key Factors Affecting Asphaltene Precipitation
US11572780B2 (en) Paraffin inhibitor performance
RU2807959C1 (ru) Способ определения обводненности продукции нефтяных скважин
Ali Altering Wax Appearance Temperature Using Shear and Pressure
Wilson Laboratory testing and prediction of asphaltene deposition in production wells
Kuang et al. 5 Experimental

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN MAY 2002