Formación de Escamas e Hidratos de Gas

8/10/2019 Formacin de Escamas e Hidratos de Gas

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FORMACIN DE ESCAMASE HIDRATOS DE GAS

POR: RUBEN DARIO LIZARAZO GOMEZ


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FORMACION DE ESCAMAS Las escamas son uno de los

problemas ms complejos ymolestos de manejar quese pueden presentar a lolargo del sistema deproduccin cuando sepresentan cambios fsicos

y/o qumicos significativosa travs de este.


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Las escamas se originan cuando losiones presentes en el agua asociadaal petrleo crudo, sobrepasan loslimites de solubilidad que tiene el

agua para mantenerlos en solucin,de esta manera se unen y seprecipitan formando depsitossolidos, al unirse forman clsteres oracimos que irn unindose yformando un cristal.


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Los depsitos minerales varan dependiendo del comportamiede los compuestos que los conforman, tales como el carbonde calcio, sulfato de calcio, bario y estroncio; y algucompuestos de hierro cuando las propiedades del fluido com

temperatura, presin y cantidad de sales son manipuladas.

Tubera conpresencia deescamas

Tuberadespus deser tratadapara eliminarescamas


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Principales problemas debido a laformacin de escamas

Taponamiento en la cara de la formacin. Interferencias en la recuperacin.

Creacin de la necesidad del uso detratamientos costosos y frecuentes deestimulacin de pozos.

Restriccin de flujo a travs de lastuberas.

Cambios totales o parciales de lneas yaccesorios.

Problemas de corrosin por picadura.

Incrementos desmesurados de la presin.


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Principales factores que influyen en laformacin de escamas

Concentracin inica.

Presin.

Temperatura.

PH

Mezcla de agua. Flujo turbulento.


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Tcnicas de remocin de escamas.

Principalmente se usan dos tcnicas de remocin de escamas: La primera de ellas se caracteriza por el tratamiento a partir

de productos qumicos que disuelven los depsitos yaformados.

La segunda se basa en la remocin mecnica de dichos

depsitos.


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Formacin de hidratos de gas

Los hidratos de gas (HG) son slidos cristalinos

que se forman cuando el agua entrampapequeas molculas de gases como metano,etano, propano, dixido de carbono o sulfuro dehidrgeno, bajo ciertas condiciones de presin ytemperatura. Constituyen compuestos deinclusin de un tipo de molcula en la red

cristalina de otra.La apariencia de los HG seasemeja a la nieve o el hielo.


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Los hidratos de gas son estables solo bajo condiciones especfde presin y temperatura; a una determinada presin, pue

existir a temperaturas significativamente mayores a la del pude fusin del agua. La estabilidad de los hidratos depetambin de otros factores como: tipo y/o composicin del gsalinidad. Pueden ocurrir en espacios porosos de sedimeformando cementos, nudos, venas o capas.


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Dada la existencia de puentes de hidrgeno entre las molagua, su punto de congelacin es particularmente alto y emolecular en estado slido es regular y de forma hexag

presencia de otra especie molecular en las condiciones apuede causar que tales puentes de hidrgeno se orienten alreesas molculas y formen un cristal (hidrato). El agua actaestructura receptora u hospedador constituida por espacios tipo jaulas que entrampan a las molculas huspedes o focomo tambin se les llama.


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Factores que inciden en la formacin dehidratos

En general para formar un hidrato se requiere:

Suficiente cantidad de agua.

La presencia de un husped, tal como, metano, etano,CO2.

Adecuadas condiciones de presin y temperatura;generalmente se requiere altas presiones y bajastemperaturas.


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Agitacin: Velocidades altas, generan la turbulencianecesaria para desestabilizar el fluido e iniciar laseparacin.

Nucleacin: Punto donde la transicin de fase solido-liquido es favorecida.

Disponibilidad de agua: Indispensable para laformacin de hidratos, pero no necesariamente debe estaren forma de agua libre.


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Estructura y composicin

Los hidratos se clasifican en acuerdo al arreglo de lasmolculas de agua en el cristal y en consecuencia de laestructura del mismo. Las tipos ms comunes de HGencontrados en la industria petrolera son los de estructuratipo I y II; un tercer tipo de hidrato, y menos comn que

los mencionados, es el tipo H.


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Hidratos de gas como problema en laindustria petrolera.

En instalaciones de produccin mar adentro, constituidasprincipalmente por tuberas submarinas y plataformas, escomn que se presenten taponamientos de las lneas deflujo debido a la formacin de HG entre la salida del pozo

en el fondo del mar y la plataforma


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Sistemas dominados por la fase gaseosa

La generacin de hidratos de gas requiere acumulacin deagua en puntos localizados de la lnea de transporte ycierto grado de sub-enfriamiento del sistema (por lomenos 4 C), entendindose en este caso el sub-enfriamiento como la diferencia entre la temperatura del

sistema y la temperatura de equilibrio para la formacinde hidratos.


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1.Burbujas de gas 2.Formacion de h

3. Aumento de la presin 4. Desplaz

5. Obstruccin


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Sistemas de gas condensado Son caracterizados por tener agua disuelta en el gas

condensado, o suspendida en forma de gotas debido a la

elevada tasa de cizallamiento.


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Sistemas dominados por la fase acuosa

Se caracteriza por un corte de agua elevado (mayor a 70%en volumen) y en tal caso una parte de esta fase seemulsiona en el hidrocarburo (por la naturaleza hidrfobadel surfactante natural) y otra permanece como agua libre

o separada.


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Cmo prevenir la formacin dehidratos?

Los mtodos tradicionales de prevencin se basan en: Remocin del agua de la mezcla de gases.

Control de la temperatura.

Adicin de inhibidores a la formacin de hidratos de gas


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Tipos de inhibidores

Inhibidores termodinmicos: El accinar de esta clasede inhibidores tiene relacin directa con la termodinmicadel sistema gas-agua-hidrato.

El inhibidor termodinmico ms usado, dado suefectividad y bajo costo, es el metanol (MeOH). Los

glicoles, especficamente el monoetilenglicol (MEG) y eldietilenglicol (DEG) son tambin empleados. Las salesinorgnicas como NaCl o MgCl2 tambin son inhibidoresefectivos, no obstante su uso es restringido en tuberasdebido a los problemas de corrosin que pueden causar.


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Inhibidores cinticos de baja dosificacin: Su princventaja es que se aplican en pequeas cantidades sin perturba

flujo en tuberas o lneas de transporte y no requieren unidadesseparacin adicionales, como es el caso de los inhibidotermodinmicos tales como el metanol o los glicoles.

Los inhibidores cinticos se adsorben en la superficie de partculas de HG y reducen la velocidad de formacin

crecimiento de los ncleos cristalinos. Los inhibidores mas comunes son polmeros de bajo p

molecular, usualmente cadenas de polietileno (o polivinilo) ligaa grupos polares de tipo lactama.


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