B. NỘI DUNG LUẬN ÁN
1.1.4. Các phương pháp kiểm soát sáp parafin trong dầu thô
Như đã trình bày ở trên, dầu thô là tập hợp của các hydrocarbon có độ dài mạch khác nhau và các hợp chất dị vòng như nhựa, asphalten. Trong quá trình vận chuyển dầu thô từ vỉa đến các hệ thống thu gom, do có sự thay đổi nhiệt độ nên đã xảy ra hiện tượng lắng đọng các hợp chất hữu cơ trên thành ống. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự lắng đọng parafin trong các giếng dầu có liên quan tới các quá trình hóa – lý phức tạp xảy ra trong quá trình khai thác dầu thô từ vỉa lên đến mặt đất [54].
Khi parafin lắng đọng trên thành giếng sẽ làm giảm lưu lượng của giếng khai thác, làm tăng chi phí cho các thiết bị khai thác cũng như vận chuyển. Loại bỏ sự lắng đọng parafin trong thân giếng đòi hỏi mất nhiều công sức và chi phí. Để xử lý các vấn đề liên quan đến parafin, thông thường người ta sử dụng các phương pháp sau [58]. - Phương pháp cách nhiệt;
- Phương pháp cơ học; - Phương pháp nhiệt;
- Phương pháp hóa học: bao gồm phương pháp sử dụng chất hòa tan sáp; phương pháp sử dụng chất ức chế sáp – các chất hạ điểm đông đặc (pour-point depressants – PPD) và chất phân tán;
- Các phương pháp khác: ví dụ sử dụng nam châm, phương pháp sốc lạnh, phương pháp sử dụng sóng siêu ấm, phương pháp xử lý với vi khuẩn.
Trong đó, phương pháp cơ học là phương pháp đơn giản nhất, nhưng hiệu quả không cao. Phương pháp hóa học bằng cách sử dụng các phụ gia làm giảm nhiệt độ đông đặc, cải thiện tính lưu biến của dầu thô và giảm lắng đọng parafin được coi là một trong những phương pháp tiết kiệm và kinh tế hơn cả.
Phương pháp cách nhiệt là sử dụng các kỹ thuật cách nhiệt cho đường ống, có thể giúp giữ lưu chất trong đó ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ lắng đọng sáp. Kỹ thuật cách nhiệt chân không được ứng dụng trong nhiều giàn khoan dưới biển [58]. Tuy vậy, chi phí để thực hiện theo phương pháp này cao.
Phương pháp nhiệt đơn giản là đun nóng đường ống dẫn dầu lên nhiệt độ cao hơn nhiệt độ lắng đọng sáp. Phương pháp này thường được kết hợp với phương pháp cách nhiệt, ví dụ cách nhiệt bằng chân không với các đường ống hai vỏ, vỏ ngoài được hút chân không, còn vỏ trong là dòng dầu thô chuyển động. Chi phí cho sự kết hợp này tuy cao, nhưng có thể vẫn là sự lựa chọn khi vận chuyển cho các đường ống nhiều chặng dưới biển [58]. Quá trình gia nhiệt có thể dùng điện hoặc nước nóng [59-61].
Phương pháp sốc lạnh là phương pháp chống lắng đọng sáp cho vận chuyển dầu, đặc biệt tại các vùng nước sâu khi nhiệt độ hạ xuống rất thấp và nguy cơ lắng đọng sáp là rất cao [62-63]. Ý tưởng của phương pháp này là làm lạnh dầu chứa nhiều sáp ở tốc độ nhanh nhất có thể, khi đó sự lắng đọng sáp trong khối chất lỏng sẽ chiếm ưu thế tuyệt đối so với sự lắng đọng trên thành ống dẫn, không ảnh hưởng đến sự vận chuyển dầu trong đường ống. Phương pháp này không sử dụng hóa chất, tuy nhiên vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên cứu [64, 65].
Phương pháp sử dụng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện cũng có thể được sử dụng để chống lắng đọng sáp. Công nghệ này được sử dụng nhiều ở châu Á, ví dụ Trung Quốc có báo cáo sử dụng thành công [66] khi giảm được độ nhớt và sự lắng đọng sáp của dầu thô. Tuy nhiên, cũng có nhiều báo cáo với các kết quả khác nhau khi ứng dụng ở nhiều quy mô khác nhau, trên các nguyên liệu khác nhau (dầu thô, condensat...), đặc biệt sự xuất hiện của nước và muối có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của phương pháp. Ngoài ra, cũng có nhiều báo cáo cho thấy mức độ giảm nhiệt độ lắng đọng sáp đạt được theo phương pháp này không cao.
Phương pháp xử lý với vi khuẩn được kì vọng là sẽ loại bỏ sáp khỏi giếng dầu [67], tuy vậy mới chỉ có một vài nghiên cứu sử dụng enzym đi theo hướng này. Mặc dù đây là phương pháp có tiềm năng lớn, nhưng cần nhiều nghiên cứu và thời gian hơn nữa để thử nghiệm ở các quy mô khai thác lớn.
Phương pháp sử dụng sóng siêu âm mới được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm, và nhiều báo cáo đã cho thấy tính ưu việt khi giảm đáng kể độ nhớt và nhiệt độ lắng đọng sáp của dầu thô [68]. Tuy vậy, chưa có thử nghiệm nào được thực hiện ở quy mô lớn.