Control De Parafinas En Produccion

CONTROL DE PARAFINAS

1. Objetivos

Conocer que la deposición de parafinas en pozos productores, líneas de producción y equipos de superficie causan serios inconvenientes técnicos y económicos.

Tener en cuenta las consideraciones técnicas que se pueden emplear para tratar el problema de las parafinas.

Definir y entender los aspectos fundamentales de las parafinas tales como su origen y condiciones de deposición.

Estudiar los problemas fundamentales que pueden ocasionar las parafinas.

Estudiar las técnicas o tratamientos principales empleadas para el control de parafinas

Mediante experiencias con aplicaciones con software ver los resultados de posibles simulaciones que puedan ser realizados para el control de parafinas.

2. Justificación

Este trabajo es preparado con el fin de tener una visión clara acerca del problema que se tienen con los compuestos denominados parafinas, la manera como poder tratarlos de la manera más optima y eficiente, aplicando para ello distintos procedimientos, técnicas y tratamientos, con el fin de mejorar y optimizar la producción de los campos petrolíferos, ya que este es un problema global entorno a toda la industria petrolera.

3. Fundamento teórico

Debemos saber que el petróleo crudo y las fracciones que provienen de él están conformados de moléculas denominadas hidrocarburos y por una combinación de átomos de carbono tetravalentes con átomos de hidrógeno monovalentes. Pero en el petróleo crudo no existen determinados tipos de estructuras moleculares; mientras que otras como las formas olefínicos inestables, se ha formado, se transforman de manera total e íntegra, en moléculas estables en los propios yacimientos durante el transcurso de los siglos.

Por otro lado, el petróleo crudo contiene, azufre, oxígeno y nitrógeno bajo la forma de compuestos tales como sulfuro de hidrógeno, mercaptanos R-SH, disulfuros y polisulfuros (RS- S-R)n, ácidos nafténicos, etc. Finalmente, y no obstante una decantación prolongada, se observan en el petróleo crudo sedimentos y agua salada, provenientes del yacimiento o del transporte en buques petroleros.

“Los principales grupos de hidrocarburos presentes en la nafta y la gasolina son parafinas, olefinas, naftenos y aromáticos (PONA). Varias técnicas analíticas han sido empleadas para determinar los tipos de hidrocarburos así como los componentes individuales presentes en la nafta y las mezclas de gasolina”.

3.1 Análisis Pona (Parafínicos, Olefínicos, Nafténicos Y Aromáticos)

Es un hecho que la presencia de materiales contaminantes asociados a la producción industrial de aceite y gas provocan una serie de problemas en las operaciones de explotación del petróleo, su efecto dañino ha sido reconocido

desde los inicios de la Industria Petrolera.

Estos problemas son ocasionados principalmente por arena, asfáltenos, corrosión,

parafina, hidratos de hidrocarburos e incrustaciones (sales).

Parafínicos (Hidrocarburos Saturados)

El nombre deriva del latín parum (= apenas) + affinis aquí utilizado con el significado de "falta de afinidad", o "falta de reactividad".

Generalmente se obtiene a partir del petróleo, de los esquistos bituminosos o del carbón. El proceso comienza con una destilación a temperatura elevada, para obtener aceites pesados, de los que por enfriamiento a 0° C, cristaliza la parafina, la cual es separada mediante filtración o centrifugación. El producto se purifica mediante recristalizaciones, lavados ácidos y alcalinos y decoloración.[2] Las refinerías de petróleo normalmente producen parafina. Formula desarrollada

Algunos ejemplos de Parafínicos Lineales

La parafina es un material invariablemente asociado a la producción de

hidrocarburos líquidos. La parafina la constituyen cadenas de hidrocarburos cuya

fórmula química condensada es: Cn H2n+2 En el campo la parafina es un material

ceroso, originalmente en solución dentro del aceite, de alto peso molecular, cuyo

numero de carbones varia de 20-50 y ocasionan múltiples problemas. La parafina

es soluble en la mayoría de los derivados líquidos del petróleo.

Los principales mecanismos a los que se atribuye la depositación de parafina, son:

1. Diferencia de temperatura entre el crudo y la superficie con la que está en contacto.

3. Cantidad de sólidos en la corriente de fluidos.

4. Rugosidad de la tubería.

5. Velocidad de los fluidos.

6. Liberación de fracciones ligeras.

La depositación de parafina es un problema integral, ya que se puede presentar

en cualquier parte, desde el yacimiento hasta las instalaciones superficiales de

almacenamiento.

Durante el flujo de fluido del yacimiento hacia el pozo y ya que esto se realiza en

un medio poroso y permeable, además en flujo multifásico, las paredes del medio

adquieren un potencial positivo mientras que la parafina uno negativo, esto provoca que la parafina se adhiera a la pared y obstruya el flujo.

Cuando los fluidos salen del yacimiento y entran al pozo hay un cambio brusco en

la presión, de manera que la mezcla, por el gas libre y el contenido en solución sufre un cambio repentino en volumen que debido al efecto Joule-Thompson genera un abatimiento en la temperatura lo que favorece la depositación de la parafina en la cara de la formación.

Cuando los fluidos de la formación llegan al pozo la presión, temperatura y composición de la mezcla varían a lo largo de la tubería de producción (TP). Estos cambios provocan la liberación de fracciones ligeras que originalmente mantienen en solución a la parafina. Además la rugosidad de la superficie atrapa las partículas de cera. Ya que la temperatura es el principal factor en la formación y depositación de los cristales de cera y como la superficie de contacto tiene una menor temperatura que la del aceite, la parafina tiende a moverse hacia esos lugares obturando el área efectiva al flujo depositándose en válvulas, varillas y TP.

Una vez que la mezcla de hidrocarburos llega a la superficie, nuevamente es la temperatura, entre otros factores, la que condiciona el ritmo de depositación. El gradiente de temperatura a lo largo de la tubería de escurrimiento demuestra que la mayor variación de temperatura se lleva a cabo en las vecindades del cabezal del pozo lo que origina que la mayor depositación se presente en ese lugar. Esto ocasiona reducción del área de flujo; reclama una mayor presión para mover al fluido y contrapresión hacia la cabeza del pozo.

Cuando finalmente la mezcla llega a la batería de separación en el separador se separan las fracciones ligeras con el resultado ya descrito. En los tanques de almacenamiento debido a la ausencia de movimiento el crecimiento del depósito de parafina puede desarrollarse con facilidad. A la fecha han sido muchos los métodos y técnicas desarrolladas para el control de la parafina. En términos generales se distinguen dos clases:

Métodos correctivos.- La aplicación de estos métodos tiene por objetivo retirar el depósito. El retiro del depósito se logra de diversas formas, empleando raspadores de tubería, diablos, tratamientos con fluidos a alta temperatura, etc.

Métodos preventivos.- El propósito de estos métodos es impedir la formación y depositación de material parafínico. Con este objetivo han sido desarrollados diferentes métodos. Uno de ellos consiste en soldar un alambre a la tubería o instalación que se desea proteger, por el alambre se hace pasar una corriente eléctrica de manera que ésta debido a la resistividad del alambre, hace que éste se caliente y el calor sea transferido a la instalación manteniendo la temperatura de ésta superior a la cual los cristales de cera comienzan a precipitarse.

Se ha probado el empleo de recubrimientos del interior de la tubería con materiales poco afinos a la parafina, sin embargo los resultados no han sido satisfactorios. El método que pudiera considerarse como el más completo es el empleo de inhibidores y modificadores del hábito de cristalización de la cera.

3.2 Clasificación De Las Parafinas

Las parafinas se dividen en dos grandes grupos:

Parafinas Cristalinas

Parafinas Micro cristalinas

Ambos tipos, son de cadena lineal larga, siendo los micros cristalinos de peso molecular más grande (560 a 700).

Las parafinas cristalinas son principalmente hidrocarburos parafínicos de cadena normal, con cantidades relativamente pequeñas de cadenas ramificadas (cerca del final de la cadena principal) con 23 a 29 átomos de carbono.

Las Parafinas micro cristalinas con 30 a 65 átomos de carbono , tienen más cadenas laterales , además contienen monociclo parafinas (Nafténicos con laterales Parafínicos ).

La parafina cristalina tiene un punto de fusión entre 48 y 60 ° C generalmente y presenta los siguientes tipos de cristales: Agujas, Malformados y Placas.

Las agujas son cristales fuertemente consolidados que al agruparse pueden atrapar porciones liquidas de crudo.

Los malformados, son cristales débilmente conformados que no pueden agruparse y son fácilmente bombeables.

La

...