Parafinas

Tanto el embolo como el retenedor pueden ser recuperados con la tuber#a de producción o con equipo a cable sin necesidad de saca la tuber#a de producción y sin a%ogar el pozo. os componentes del equipo no est"n suetos a ninguna limitación de profundidad y se pueden instalar en pozos someros! profundos! desviados! y otros! la 5nica limitación de este sistema es la UNIVERSIDAD mayor de san andres disponibilidad de gas a la procesión y volumenpetrolera requeridos. FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria

iv. Arre?loPETROLERA Dobles PRODUCCION III PET-210 $onsistente en la instalación de un par de sartas paralelas en un pozo! cada una de las cuales permiten la explotación de un nivel productor diferente. os dise1os de instalación para sartas paralelas consideran las caracter#sticas de cada nivel productor en forma independiente! sin embargo el dise1o del sistema del levantamiento para una zona es dependiente del dise1o de la otra en pozos en los que ambos niveles productores pueden ser explotados con una fuente com5n de inyección de gas. $onsiderando las caracter#sticas de la zona productiva este tipo instalación puede clasificarse en6 • • • •

)mbas zonas con fluo continuo Fna zona con fluo continuo! a otra con fluo intermitente )mbas con fluo intermitente

as sarta en instalaciones dobles! pueden presentar una variedad de arreglos de acuerdo a las caracter#sticas de producción de cada nivel! profundidad del levantamiento! etc.

'..'.1 Proble*as ori?ina(os or la ara#ina en el bo*beo ne%*,ti!o os depósitos en las paredes internas de la tuber#a de producción! reducen el di"metro interno de la misma y afecta considerablemente! incrementando el gradiente de fluido y la presión de una profundidad dada. Debido a la disminución de del di"metro interno de la tuber#a de producción existe un aparente incremento de los vol5menes de gas y petróleo en circulación por la cual! la perdida de energ#a llega a imprentarse considerablemente debido a la fricción! causando levantamiento y ineficiente! los cual obliga a realizar periódicas limpiezas de la tuber#a de producción. os depósitos de parafina reducen también en di"metro interno de las l#neas superficiales de recolección estos algunas veces llegan a causar excesivas contrapresión! razón por la cual ocurren una notable disminución de los vol5menes de producción.

'..) 3o*beo +i(r,%li!o

Univ. Wenceslao Cabrera Segales

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El sistema de bombeo %idr"ulico est" basado en una ley b"sica de %idr"ulica! la cual establece que la presión eercida sobre la superficie de un l#quido se transmite con la misma intensidad y en todas direcciones en cualquier punto del fluido. El bombeo %idr"ulico aplica este principio al bombeo de pozos de petróleo transmitiendo la presión de fluido desde una fuente en superficie uno o m"s puntos en el fondo. En estos puntos el fluido UNIVERSIDAD mayor de sanaandres motriz bao es dirigido dirigido a la unidad de producción! FACULTAD DEpresión INGENIERÍA-ingenieria petrolerala cual puede ser una bomba reciprocarte o una bomba et. El fluido fluido motriz que se utiliza utiliza en este sistema sistema proviene proviene de los mismos pozos pozos y puede ser petróleo crudo o agua. PRODUCCION PETROLERA III PET-210

I.

3o*beo i(r,%li!o tio jet

Fna bomba tipo et consiste en tres partes principales6 Goquilla! garganta y difusor El fluido motriz es conducido a la sarta de tuber#a! llega a esta entra por la boquilla donde su energ#a se convierte en una elevada presión a una elevada velocidad a la salida del et o boquilla. a acción de bombeo ocurre cuando los fluidos fluidos de formación entran en la corriente corriente de fluido a la salida de la boquilla y los dos fluidos combinados son transportados dentro de la garganta. a energ#a cinética del fluido motriz se transfiere a los fluidos formación y los dos fluidos de entran al difusor! a medida que estos avanzan a través del difusor! su elevada velocidad se convierte en alta presión la cual es suficiente suficiente para mover los fluidos fluidos %asta la superficie. Fna bomba et se describe de la siguiente manera6

23 = )A El primer n5mero indica el primer di"metro nominal de la bomba y corresponde al di"metro de la tuber#a en la cual se puede puede usar la bomba. bomba. a primera letra corresponde al tipo de dise1o de la bomba y puede ser del tipo ) o del tipo G. El dise1o est"ndar corresponde al tipo ) que tiene la entrada del fluido de producción a la sección internamente! lo cual limita los tama1os de boquita y garganta que se pueden usar! usar! comparados con el tipo G que tienen la entrada a la succión externamente a través del conunto de fondo. El segundo n5mero indica el tama1o nominal de la boquilla con un rango de uno a diez. a segunda letra designa la relación de "rea o tama1o de la garganta! existiendo cinco tama1os de garganta para cada medida de boquilla que se especifican con las letras )! G! $! D! E.

II.

3o*b o*beo i(r,%li!o tio e*bolo


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as bombas tipo embolo son activadas activadas mediante fluido motriz enviado a alta presión %asta el fondo del `pozo! donde una v"lvula de control permite el movimiento reciprocarte de la bomba. os componentes b"sicos de una bomba embolo son6 El pistón motor y el cilindro2 UNIVERSIDAD mayor

de san andres FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera

Fn v"lvula de de retorno que controla el movimiento del pistón y dirige el fluido motriz a través del motor y el v"stago de la bomba2 barril y la v"lvula de control del fluido de entrada y descarga de PRODUCCION PETROLERA IIIelPET-210 la bomba.

III. III.

Arre Arre?l ?los os s%e s%er# r#i! i!ia iale less ar ar bo*b bo*beo eo i(r i(r,% ,%li li!o !o

El arreglo subsuperficial es el nexo entre el equipo de superficie y la unidad de producción. Este arreglo provee los conductos necesarios para que los fluidos motriz y de producción fluyan %acia y desde la unidad de producción respectivamente. a disposición de estos conductos y el equipo requerido esta determinado por el tipo de instalación a ser usada en forma general las instalaciones pueden clasificarse en dos dos tipos6

a Co Conv nven en!i !ion onal ales es O Fija Fijass En esta la unidad de producción se baa al pozo en el extremo inferior de la sarta de tuber#a que sirve para conducir el fluido motriz.

b De 3o*b 3o*baa Libr Libree En este tipo de instalaciones la unidad de bombeo se coloca o extrae mediante la circulación de fluido motriz. 0on 0on posi posibl bles es vari variaa alte altern rnat ativ ivas as dent dentro ro de esta estass cate catego gor# r#as as gene genera rale less para para sati satisf sfac acer er los los requerimientos de operación. Todos estos arreglos se basan en el sistema de fluido motriz abierto! en la cual en fluido ex%austo se mezcla con el fluido de formación en la bomba de profundidad para retornar untos a la superficie. En este tipo de instalación el equipo sub superficial consiste en un conunto de fondo baado en la tuber#a de inyección de petróleo motriz y una sarta de tuber#a paralela! la cual es asentada en el conunto de fondo. En este arreglo no se utiliza pacNer. El conunto de fondo completo con trampa de gas es colgado en la sarta de tuber#a! la posición m"s recomendada es por debao los baleos para asegurar poca entrada de gas a la bomba. El gas es venteado por el espacio anular tuber#a  ca1er#a. El fluido motriz ex%austo mezclado con el de producción llega %asta %asta la superficie a través de la la l#nea paralela.

! E%i E%io o (e (e s%e s%er# r#i! i!ie ie i.

Central (e o(er

Es la fuente de energ#a de todo el sistema! consiste de un motor y de una bomba! cuya función espe espec# c#fi fica ca es la de comp comprim rimir ir el flui fluido do motr motriz iz que que prov provie iene ne de la zona zona de trat tratam amie ient ntoo


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&des%i &des%idra dratac tación ión y decant decantaci ación ón de impure impurezas zas'' %asta %asta la presió presiónn requer requerida ida por las unida unidades des de producción de los pozos. pozos. Estas unidades de poder son el tipo %orizontal y presentan una bomba de sobrealimentación incorporada! v"lvula de seguridad! un mecanismo de paso alternativo &Gy (ass'! un amortiguado a mortiguadorr de pulsaciones en la impulsión y unde conunto de émbolos y camisas del tipo contacto metal  metal de UNIVERSIDAD mayor san andres di"metroDE adecuado a la presión requerida. FACULTAD INGENIERÍA-ingenieria petrolera a central de poder cuenta adem"s con una v"lvula reguladora de presión que re circula al tanque el caudal de fluidoPETROLERA motriz excedente manteniendo de ese modo la presión constante en la l#nea de PRODUCCION III PET-210 impulsión.

ii.

Central (e !ontrol (e o(er

También llamada estación de distribución o satélite! est" compuesta por un conunto de elementos! destinados a distribuir el fluido motriz a cada pozo! permitiendo su medición y regulación adecuada de acuerdo a todos los requerimientos de cada unidad de producción.

iii. ii.

E%i %ioo (e (e tra trata ta* *ient ientoo (e (e #l% #l%i( i(oo *ot *otri riBB

a función del equipo de tratamiento es proveer fluido motriz en forma continua y en condiciones apropiadas para operar las unidades de producción sub superficiales. El éxito éxito y la ope operac ración ión con bue buenn rendim rendimien iento to económ económico ico de cualq cualqui uier er sistem sistemaa de bombeo bombeo %idr"ulico! depende grandemente de la eficiencia en el tratamiento del fluido motriz y su calidad. De acuerd acuerdoo a lo se1alado se1alado anterio anteriorme rmente nte sobre sobre las unidade unidadess de producci producción ón!! es cierto cierto que que la presencia de gas sólidos y materiales abrasivos en el fluido motriz! afecten seriamente la operación y la vida misma de la unidad! por lo tanto el obetivo primario del tratamiento del fluido motriz! sea petróleo o agua es liberarlo liberarlo de gas y sólidos tanto tanto como sea posible. posible. El sistema convencional de tratamiento! consiste en un tanque de fluido motriz! en el cual los sólidos se separan por gravedad! los sistemas modernos utilizan separadores centr#fugos tipo $,$/- para depurar el fluido motriz.

iv.

Instala!iones (e bo!a oBo

+ormados por el equipo destinado a transmitir la energ#a %idr"ulica desde la superficie a la unidad de producción y a su transporte desde el fondo %asta la superficie y viceversa en el caso en que sea necesario cambiarla. El elemento principal principal es una v"lvula v"lvula de cuatro v#as que permite invertir el sentido sentido de circulación circulación del fluido motriz en el pozo. Esta v"lvula es de dise1o modular compacto y de maneo simple a fin de evitar errores en la secuencia de las maniobras. El resto del equipo de boca de pozo son accesorios para ca1er#as y tuber#as del tipo convencional! para alta presión &l#nea de de inyección' y baa presión presión &l#nea de surgencia'. surgencia'.

'..).1 Proble*as ori?ina(os or la (eosi!i&n (e ara#inas en el bo *beo i(r,%li!o Univ. Wenceslao Cabrera Segales

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En las instalaciones de tipo casing venteo de gas! la parafina se deposita sobre las paredes internas de la ca1er#a de revestimiento y en la parte externa de las l#neas de venteo y de inyección! lo cual provoca una disminución del espacio libre de fluido. )dem"s! la parafina se deposita en el interior de la l#nea de venteo de gas2 cuando la deposición es severa esta l#nea llega a taparse completamente! lo cual provoca UNIVERSIDAD mayor de una sandisminución andres de la eficiencia de la bomba o un mal funcionamiento de la misma lo cual disminuyepetrolera considerablemente la producción. FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria En las instalaciones tipo paralelo! la deposición tiene lugar en las paredes internas de la tuber#a de producción! lo cual reduce el di"metro interno! alterando la presión de operación y afectando a dos PRODUCCION PETROLERA III PET-210 factores importantes del régimen de producción que son la velocidad de bombeo &E(M' y el caudal de producción &GD('. a presencia de parafina en la bomba de profundidad! ocasiona un gradual incremento en la presión de operación cuando existe una parcial y un repentino incremento en la presión de operación cuando la obstrucción es considerable. os depósitos de parafina en el sistema superficial! provocan la reducción del di"metro interno de las l#neas superficiales de recolección! notable acumulación en separadores! tanques de decantamiento! almacenae y otros equipos que est"n en contacto con el petróleo producido! lo cual obliga a realizar periódicas limpiezas! muc%as veces empleando productos qu#micos disolventes de parafinas. a limpieza del equipo superficial es un factor importante en la eficiencia del sistema! puesto que el fluido motriz con el que se trabaa debe ser lo m"s limpio posible y adem"s debe estar completamente libre de sólidos.

'.J Pr%ebas (e laboratorio a deposición de parafinas %a sido estudiada en laboratorio! simulando las condiciones a las cuales ocurre la deposición en una tuber#a de producción. 0e %an realizado muc%os tipos de pruebas complementadas con an"lisis teóricos! respecto al enfriamiento del petróleo y la precipitación de la parafina cuando el fluido producido sube a través de la tuber#a de producción y circula por las l#neas superficiales. También se %an %ec%o pruebas que relacionan la rugosidad de la tuber#a con el grado de deposición! estudios del efecto del revestimiento pl"stico y pruebas de an"lisis de productos destinados a combatir la deposición de parafinas. /bviamente! las condiciones de laboratorio difieren en importantes caracter#sticas de las condiciones de campo y el comportamiento de los fluidos! por lo tanto las particularidades de la deposición no son enteramente fidedignas! sin embargo! las pruebas de laboratorio %an ayudado a explicar el mecanismo de deposición de la parafina y %an permitido obtener valiosa información! fundamentalmente empleada en estudios destinados a combatir la deposición.

'.J.1 Pr%ebas (e (eosi!i&n (e ara#inas El aparato usado en esta prueba! est" formado por circuitos de prueba ubicados en la sección que comprende la parte superior! dic%os circuitos son cambiables y est"n construidos con tubos de acero


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inoxidable=! adem"s son bastante resistentes al efecto erosivo de la arena. Durante la prueba son introducidos en unos vasos que contienen petróleo crudo y aditivo. Después de la prueba! los circuitos son extra#dos de los vasos y posteriormente pesados. os circuitos de prueba se mantienen fr#os &a 9
FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera '.J.1.1 Pro!e(i*iento De Laboratorio

PRODUCCION PETROLERA III PET-210

as muestras son preparadas para examinarlas adicionando la cantidad de dispersante de parafinas yVo modificadores de cristalograf#a a los vasos de 9<< ml! que contienen =<
Después de este tiempo la parte superior del aparato &que comprende el agitador y los circuitos de prueba'! se extrae de los vasos para luego dearla drenar alrededor de =< minutos. El l#quido frio que circula por el interior de los tubos que forman el circuito de prueba es evacuado mediante succión y la parte interna de los tubos es lavada con alco%ol met#lico! el cual posteriormente es también evacuado mediante succión. $uando est"n completamente secos! los circuitos de prueba son pesados! seguidamente se lava la parte exterior de estos con ciclo%exano quedando completamente libres de parafinas! posteriormente son nuevamente secados y pesados. a diferencia en peso! corresponde a la cantidad de parafina depositada sobre los circuitos de prueba. (uede observarse que la deposición en los circuitos de prueba de los vasos que contienen dispersantes yVo modificadores de cristalograf#a es m#nima comparada con la cantidad de parafina que se deposita en el circuito introducido en el vaso de YcontrolZ. )ntes de iniciar una nueva prueba! los circuitos son reconectados al sistema de enfriamiento y enuagados con acetona. $omo los seis circuitos de prueba son similares! permiten evaluar en cada prueba una muestra de petróleo crudo y cinco muestras de petróleo con productos al mismo tiempo! de esta manera es posible evaluar un gran n5mero de productos qu#micos en periodos cortos de tiempo.


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os datos de estas pruebas muestran un elevado grado de dispersión! siendo por esta razón provec%osos para muc%os propósitos.

'.J.2

Pr%eba (e (eosi!i&n (e ara#inas en s%er#i!ies r%?osas

os mecanismos de deposición de parafina y de prevención de la deposición %an sido estudiados en UNIVERSIDAD mayor de san andres laboratorio! aparatos que proporcionan información cualitativa al respecto! conclusiones FACULTAD DEempleando INGENIERÍA-ingenieria petrolera m"s significantes est"n contenidas en las publicaciones de E.G 4unt quien construyó el YMedidor del punto de EnfriamientoZ realmente 5til para la investigación de la deposición de PRODUCCION PETROLERAun IIIaparato PET-210 parafinas. as observaciones de 4unt conducen a muc%as conclusiones generalizadas! concernientes al efecto de las superficies rugosas y la deposición de parafinas. '.J.2.1 Pro!e(i*iento De Laboratorio El medidor del punto de enfriamiento! consiste de un plato circular de 7 in. De di"metro y de ;V: in. De espesor! unido a un tubo curvo2 ambos &el palto y el tubo' est"n introducidos en un recipiente que contiene una solución de parafina y petróleo. El aparato est" dise1ado de tal forma que la temperatura de la parte central del plato circular pueda ser controlada regulando el caudal de circulación del fluido frio que se desplaza en el interior del tubo y que entra en contacto con un lado del plato enfri"ndolo en forma radial del centro %acia afuera! causando la deposición de la parafina sobre el lado opuesto! o sea el lado expuesto a la solución. El aparato también permite controlar la temperatura de la solución parafina3petróleo! mediante la circulación de agua caliente por el interior de las paredes del recipiente! la cual se transmite de manera uniforme al interior de este! debido a la acción de un agitador magnético del cual est" previsto. os par"metros que se mantienen constantes durante la prueba son6 ;' 7' =' 9'

Temperatura de la solución parafina3petróleo. $omposición de la solución parafina3petróleo. Temperatura del punto nube &En función de 7' Xelocidad de rotación del agitador magnético.

El par"metro variable es el factor de rugosidad. Fna vez que una condición est" establecida! se circula durante ; %oras! 7! 9! ! : y ;< o$ por debao del punto nube. $ada 9 %oras debe observarse el equilibrio del sistema de prueba! verific"ndose que no existen cambios en algunas de las caracter#sticas f#sicas o qu#micas de los depósitos que se van formando. ) la continuación de la prueba! los depósitos de parafina son removidos registr"ndose el porcentae en peso de la parafina! distribución de alcanos! grado de ad%esión y textura de los depósitos.

'.J.'

Res%lta(o (e la r%eba


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as superficies de deposición investigadas est" compuestas de mezclas de óxido de acero! su composición exacta y aspereza dependen de los procesos de fabricación! temperatura a la cual es tratado! tiempo de exposición a temperaturas elevadas y otros. Durante la prueba! la mayor parafina aparece inicialmente UNIVERSIDAD de san andresen forma de peque1as part#culas blancas que se aglomeran las grietas de la superficie rugosa! posteriormente! otras part#culas de parafina se unen FACULTAD DEenINGENIERÍA-ingenieria petrolera a las inicialmente depositadas y as# el proceso contin5a ininterrumpidamente. $on los resultados experimentalmente obtenidos es posible plotear gr"ficos para los respectivos PRODUCCION PETROLERA III PET-210 an"lisis. Eemplo ilustrativo. - (ar"metros constantes durante el experimento6 ;' $omposición de la solución parafina3petróleo6 7S en peso. 7' Temperatura de la solución parafina3petróleo6 9;o$. =' Temperatura del punto nube6 =:o$. 9' Xelocidad de rotación del agitador magnético6 =<<*(M.8 /bservaciones6

Superfcie de Deposición

Te$!ur de% Depósi!o

&rdo de Ad'esión

Fc!or de Ru"osidd

# de Prfn Deposi!d

Acero Pu%ido Acero r(do por ren

enor a ! "#

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0)-1) "#

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D"ro+ ,"e(radio D"ro+ l"stroso D"ro+ l"stroso

F"erte Se2ero Se2ero

'.J.) Pr%ebas (e laboratorio ara eval%ar (isersantes (ara la evaluación de los dispersantes de parafina! existen varias pruebas que pueden ser eecutados en laboratorio! en base a las cuales se define su posterior uso! las tres principales pruebas son6 ;' (rueba de solubilidad yVo compatibilidad 7' (rueba del frasco caliente =' (rueba de moabilidad visual


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'.J.> Pr%eba (e sol%bili(a( K:o !o*atibili(a( Esta es una prueba visual en la que dos o m"s productos &surfactantes! in%ibidores! etc.' son colocados en una capsula con petróleo! agua de formación! u otros. Esta muestra es agitada por un tiempo determinado amayor la temperatura ambiental. uego! la capsula es almacenada durante 79 %oras o UNIVERSIDAD de san andres m"s! posteriormente el contenido es visualmente examinado! localiz"ndose la capsula frente a un FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera visor iluminado! para observar si los productos son compatibles. PRODUCCION PETROLERA III PET-210

En esta prueba se denomina YsolubleZ a una solución limpia y %omogénea. ) una solución nublada oscura y lec%osa se la denomina YinsolubleZ.

)lgunas veces también suele presentarse una mezcla liquida de dos fases y en otros casos el liquido puede contener alg5n tipo de sólido.

'.J.< Pr%eba (el #ras!o !aliente El procedimiento para realizar esta prueba es el siguiente6 $olocar S grs. De parafina en un frasco Erlenmeyer de S<< ml. lenar el frasco con agua! adicionar los productos qu#micos a ser observados! generalmente ;<< a S<< ((M &;<< a S<< mgVNg'. $alentar el agua %asta que la parafina llegue a disolverse completamente. Tapar el frasco e introducirlo en un recipiente con agua fr#a! mezclar o agitar %asta enfriar el contenido del frasco. a parafina blanca generalmente se aglomera en la parte superior y se %unde después de alg5n tiempo2 el tratamiento puede dar lugar también a que la parafina quede suelta en la parte superior en peque1as part#culas o a que se disperse en el agua. a solución que presente part#culas de menor di"metro puede ser la apropiada. Debe observarse también la calidad y pureza del agua! la cual puede ser evaluada posteriormente arremolin"ndola en el frasco. 0e debe tratar de elegir siempre los productos qu#micos que limpien meor el agua y que a la vez disuelven las part#culas en forma óptima &es decir una combinación de part#culas peque1as y agua limpia. 0in embargo! es preferible obtener agua ligeramente sucia con peque1as part#culas! ya que seg5n la experiencia! los productos que permiten producir agua muy limpia! posiblemente son moables por petróleo! lo cual se puede comprobar con la prueba de moabilidad visual.

'.J. Res%*en (e la r%eba (e *ojabili(a( vis%al Esta prueba proporciona un proceso simple y r"pido para determinar cualitativamente las tendencias de moabilidad de la superficie activa de los agentes en solución. a tendencia a la moabilidad por agua o por petróleo puede ser f"cilmente distinguida! los grados intermedios de moabilidad no son f"cilmente caracterizables.


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a prueba de moabilidad visual est" compuesta por tres partes6 ;. )gentes de superficie activa dispersables o solubles en petróleo. 7. )gentes de superficie activa dispersables o solubles en agua. =. 0oluciones "cidas.

UNIVERSIDAD mayor de san andres '.J.J Interreta!i&n (e las observa!iones petrolera FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria as bases para PETROLERA la interpretación de las observaciones PRODUCCION III PET-210

de moabilidad son similares a las que se emplean para determinar el tipo de emulsión por dilución6 interna de petróleo! fase externa agua! emulsión dispersa en agua. +ase interna agua! fase externa petróleo! emulsión dispersa en petróleo.

as part#culas que son completamente moables por agua! se dispersan r"pidas y f"cilmente en la fase acuosa! pero se aglomeran o re5nen en la fase aceitosa. as part#culas que son moables por petróleo se comportan de manera opuesta. 0in embargo existen diferentes grados de moabilidad éntrelos extremos! una u otra substancia puede no ser completamente moable por agua o petróleo! las observaciones de sistemas intermedios son dificultosas de distinguir o describir. Esta es una prueba b"sica que debe realizarse antes de inyectar un producto qu#mico en el pozo. 0i la moabilidad de la formación es conocida! entonces el tratamiento qu#mico debe ser dise1ado manteniendo la misma moabilidad. (ara casos en los que la moabilidad no es conocida! se pueden usar productos qu#micos moables por agua! situación generalmente preponderante.

'. 4/to(os (e trata*iento (e las ara#inas '..1

Proble*a (e las ara#inas

os problemas de parafina var#an de "rea en "rea! de campo a campo en la misma "rea! y a veces de pozo a pozo en el mismo campo. Esto lo %ace imposible para tener una universalmente solución efectiva. os efectos de la deposición de parafina! sin embargo! son universales. os depósitos en pozos! l#neas de alimentación! y en el caso de las parafinas! a veces en la formación! gradualmente reducen la producción. ) no ser que se remuevan! los depósitos eventualmente parar"n el fluo de petróleo.

'..2 De&sitos (e ara#ina a parafina se precipita fuera de los crudos cerosos cuando %ay un ligero cambio en las condiciones de equilibrio! causando una pérdida de solubilidad de la cera en el crudo. Fn descenso en la


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temperatura es la causa m"s com5n de la precipitación de parafinas! aunque muc%os otros factores pueden afectar el proceso. a evidencia indica que la materia en particular suspendida como asfalto! formaciones finas! productos de corrosión! sal y velocidad en las precipitaciones de las arenas! estas act5an como un n5cleo para la co%esión de peque1as part#culas de cera en part#culas m"s grandes! las cuales tienden a separarse m"s f"cilmente petróleo. ,ncluso las ceras pueden separarse del crudo! pueden UNIVERSIDAD mayordelde san andres quedar frecuentemente en suspensión en este ypetrolera no depositarse cuando el petróleo esta fluyendo. FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria El crudo ceroso resultar" probablemente en la deposición cuando se produzca bao una de las siguientes condiciones6 PRODUCCION PETROLERA III PET-210 •

•

•

•

)lternativamente cubriendo la tuber#a! luego drenando el petróleo! deando una delgada cubierta en la tuber#a. El movimiento de este petróleo cubierto es también lento para prevenir la deposición. El contacto con una inusual superficie fr#a! as# como una producción directa de acu#feros! causan cristales de parafina para crecer directamente en las paredes de la tuber#a. as superficies de las tuber#as son "speras! proveyendo excelentes sitios para la deposición de parafinas. $argas eléctricas en varios materiales en el crudo promueven la migración de ceras separadas de las paredes de la tuber#a.

Ilustraci%n mostrando la simulaci%n de la deposici%n de Parafinas


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UNIVERSIDAD mayor de san andres FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera PRODUCCION PETROLERA III PET-210

os depósitos de parafinas! frecuentemente presentan una constante tendencia al crecimiento. En muc%os campos! &excepto en aquellos en los que se realiza un sistem"tico tratamiento pata removerlos' la producción de petróleo disminuye gradualmente! la posibilidad de fallas mec"nicas se incrementa! originando una serie de problemas. Existen varios métodos que se aplican para remover periódicamente o constantemente la parafina depositada en las paredes del arreglo sub superficial de producción! en las l#neas superficiales de recolección! en el equipo de tratamiento yVo en los tanques de almacenae! los cuales pueden ser clasificados de la siguiente manera6

-

Método mec"nico Método térmico Método qu#mico Método combinado

'..' 4/to(o *e!,ni!o El método mec"nico! b"sicamente consiste en accionar %erramientas tales como raspadores! cortadores! escariadores y otras suetas a alg5n medio &cable! varillas u otros' que les permita deslizarse %acia arriba y %acia abao dentro de la tuber#a de producción y atravesar de un extremo a otro las l#neas superficiales de recolección.


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El método mec"nico es uno de los m"s com5nmente empleados! es económico y no destructivo2 sin embargo no en todos los pozos puede ser f"cilmente aplicado. as diferencias técnicas que involucra este método pueden dividirse de la siguiente manera6 con cable - *aspadores accionados UNIVERSIDAD mayor de san andres *aspadores accionados con varillas petrolera - DE FACULTAD INGENIERÍA-ingenieria

- Escariadores de ca1er#as de revestimiento. de ca1er#asIIIsuperficiales - *aspadores PRODUCCION PETROLERA PET-210 de recolección - Golas y tapones solubles - Tuber#a con revestimiento pl"stico '..'.1 Rasa(ores a!!iona(os !on !able Fn equipo a cable fundamentalmente est" compuesto por6 la sarta de desparafinamiento! los accesorios y la unidad motriz.

I.

Sarta (e (esara#ina*iento

G"sicamente est" compuesta por6 $ortador de (arafina! tiera! varillas pesadas! preventor de fluo ascendente! mandril y cable.

a Corta(or (e ara#ina Es la %erramienta que abre paso a los dem"s elementos de la sarta! es una %erramienta de base circular! con un afilado cortador en esta! generalmente usada para remover o descascarar depósitos endurecidos de parafina! de las paredes de la tuber#a. El di"metro exterior del cortador! es igual a la luz &drift' de la tuber#a de producción. Muc%as sartas de desparafinamiento! en lugar del cortador de parafina convencional! incluyen %erramientas tales como los tirabuzones! raspadores de parafina u otras como el cortador Tipo Y4Z! el cual corta la parafina en forma constante y adem"s ofrece una menor probabilidad de Taponamiento debido a que expulsa los recortes %acia arriba a diferencia de los cortadores convencionales. a acción efectiva de raspar grados! es dividida en forma equitativa entre dos elementos cortadores localizados en dos diferentes niveles y sobre los lados opuestos de la %erramienta! permitiendo reducir la resistencia del fluo al paso de la misma. os elementos cortadores que adem"s tienen "ngulos opuestos crean un YrebanadoZ que meora la eficiencia de remoción de la parafina y otorga facilidad de desplazamiento a través de los nicles de asiento! reducciones y otros.


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b Tijeras Entre las tieras para el equipo a cable! se emplean con mayor frecuencia las tieras a golpe! que pueden golpear tanto %acia arriba! como %acia abao. Estas tieras deben estar localizadas en la parte inmediata superior de la %erramienta de servicio también denominada elemento de avance.

! arillas esa(as 0on empleadas para proporcionar mayor peso a la sarta! ayudan vencer las fuerzas de fricción del sistema! fundamentalmente la fuerza creada en la caa empaquetadora. También son usadas para transmitir el impacto necesario %acia arriba o %acia abao cuando se golpea con tiera. El di"metro y el peso de las varillas pesadas est"n determinados por la fuerza de impacto requerida y por el di"metro de la superficie sobre la cual se opera. En condiciones normales! se usan  a: pies de varillas pesadas! esta longitud puede lograrse combinando varillas pesadas de 7! = o S pies de largo! de acuerdo a requerimiento.


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( Preventor (e Fl%jo As!en(ente $uando se realizan trabaos de rutina o trabaos especiales en pozos surgentes o en aquellos que se emplea bombeo neum"tico! existe el peligro de que las %erramientas lleguen a ser expulsadas %acia arriba. $uando esto ocurre! el cable que est" por encima de las %erramientas puede enredarse! retorcerse y generalmente romperse! solt"ndose las %erramientas y causando dif#ciles problemas de UNIVERSIDAD mayor de san andres pesca. DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera FACULTAD El preventor dePETROLERA fluo ascendente! tiene un PRODUCCION III PET-210

mecanismo de seguridad dise1ado para trabaar con %erramientas a cable convencionales! que en forma inmediata y segura detienen a la sarta &en la cual est" incluido'! cuando esta es expulsada %acia arriba por una inesperada surgencia de fluido a alta presión. $uando las %erramientas de servicio que est"n por debao del preventor son expulsadas %acia arriba! el preventor instant"nea y autom"ticamente es fiado en las paredes de la tuber#a de producción! después de unas pulgadas de recorrido previniendo posteriores movimientos. a fuerza %acia arriba es transmitida por la superficie inclinada entre las caras de la %erramienta y transformada en una gran fuerza %orizontal que proporciona una fuerza de freno que resiste posteriores movimientos &+ig.9.'. $omo el golpe del fluido causa la fiación del preventor! el peso de la %erramienta que se encuentra por debao de este! lo mueve a su posición original y se reanuda el movimiento normal de la sarta. 0i el peso de la sarta es insuficiente para liberar el preventor! puede usarse la tiera incorporada en la parte superior de este para golpear y destrancarlo.

e 4an(ril El mandril es el medio de conexión del cable y la sarta de desparafinamiento. El cable es introducido por un peque1o aguero existente en la parte superior del mandril! se enrosca interiormente alrededor de un disco y posteriormente es enrollado para que quede debidamente asegurado. El disco puede rotar libremente! proporcionando una unión giratoria entre el cable y las %erramientas suetas al mandril.

II.

A!!esorios (el e%io a !able

Entre los principales accesorios que presenta un equipo a cable se pueden indicar6 lubricador! preventor superficial! unión integral! caa empaquetadora! sensor del indicador e peso y polea inferior o de pie. Entre otros! se pueden indicar6 El poste telescópico! polea de izae! seguros y cadenas! los cuales son empleados para la localización y fiación del conunto de accesorios.

a L%bri!a(or Es una %erramienta dise1ada para facilitar las maniobras que se realizan al meter y sacar la sarta de desparafinamiento en el pozo! cuando existen presiones elevadas. as partes principales de un lubricador son6 -iple de maniobra superior y v"lvula tronquera! o también puede ser conectado por encima del preventor superficial cuando este! est" incluido entre los accesorios disponibles.

b Preventor S%er#i!ial Univ. Wenceslao Cabrera Segales

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(uede ser colocado por encima de las conexiones del cabezal de pozo o sobre el arbolito de producción! este preventor de erupciones! tiene un par de arietes que sellan con presión! los cuales se cierran alrededor del cable sin causarle da1o.

! Uni&n Inte?ral UNIVERSIDAD

mayor de san andres FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera

Est" ubicada en la parte inferior del lubricador! es el medio de unión entre el arbolito de producción y el lubricador!PETROLERA que permite formar un cuerpo compacto. a unión integral est" dise1ada para PRODUCCION III PET-210 trabaar a elevadas presiones! proporciona un m"ximo de seguridad debido a que no se afloa cuando la presión dentro del lubricador es alta. )ntes de afloar la unión integral! debe abrirse la v"lvula de desfogue del lubricador! lo cual permite que la presión dentro del lubricador sea igual que la presión externa y la unión integral sean f"cilmente afloadas.

( Caja E*a%eta(ora Est" ubicada en la parte superior del lubricador! a través de esta pasa el cable que se desplaza %acia arriba o %acia abao sin dificultad! entre sus principales partes figura6 Fn preventor de erupciones interno que acciona autom"ticamente cortando el fluo! un prensa estopa y un polea denominada superior o aérea.

III.

Uni(a( 4otriB

a unidad motriz puede ser port"til o estacionaria! las unidades port"tiles pueden estar montadas sobre camiones o sobre trineos! lo cual permite que estas presten servicios en varios pozos! las partes principales de una unidad motriz son6 Motor! transmisión y caa de velocidades! tambor y freno del tambor. Entre los instrumentos de os que disponen se pueden indicar6 ,ndicador de peso! tacómetro y registrador de profundidad. as unidades estacionarias! prestan servicio exclusivo a los pozos donde son instaladas! lasunidades livianas pero con suficiente potencia! adecuadas para desempe1ar este tipo de trabaos. as unidades motrices también pueden ser clasificadas en semiautom"ticas y autom"ticas. as semiautom"ticas! presentan un motor con arranque de encendido instant"neo! una vez encendida la unidad! la sarta de desparafinamiento ubicada en el interior del lubricador! se introduce al pozo autom"ticamente %asta una profundidad predeterminada! posteriormente la sarta asciende %asta su posición original y la unidad dea de funcionar. as unidades autom"ticas! presentan encendido instant"neo autom"tico! desplazan la %erramienta al pozo y una vez que esta vuelve al lubricador se apagan. a frecuencia y el control de operación se realizan mediante un relo incorporado! v"lvulas neum"ticas y otros accesorios.


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III..'.2

Rasa(ores A!!iona(os Con arillas

Estos raspadores son usados en pozos donde las deposición de parafina es muy severa y muc%as veces e necesaria la aplicación del método mec"nico de desparafinamiento en forma constante. Entre las %erramientasmayor accionadas varillas! las m"s com5nmente empleadas son las siguientes6 UNIVERSIDAD decon san andres

FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera I.

C%la (e varilla e5tra!tora K rasa(ora (e ara#ina

PRODUCCION PETROLERA III PET-210

Esta %erramienta puede cumplir tres funciones y est" dise1ada de tal forma que al ser introducida en el pozo! no se suspende debido a la acción del fluido y adem"s! no causa excesivo deterioro de la tuber#a de producción. El cuerpo est" fabricado de una aleación de acero forad! su barril especial sin costura! es tratado en caliente &fig. 9.;<'. $uando se usa como raspador de parafina estas cuplas son espaciadas de acuerdo a la magnitud de la deposición. (ara una remoción efectiva! la distancia entre cuplas no debe ser mayor a lo normal! esto permite que la parafina cortada sea bombeada con facilidad fuera del pozo. $omo gu#a de varillas es bastante efectiva en pozos ligeramente torcidos a bao condiciones que requieren varilla extractora de alineamiento. $omo gu#a de v"lvula viaera también es efectiva! se recomienda la instalación de una cupla sobre una varilla de tama1o reducido encima de la v"lvula viaera. Esta %erramienta también puede ser accionada con equipo a cable ubic"ndola adecuadamente en la sarta de desparafinamiento. (ara obtener buenos resultados! al emplear esta %erramienta! inicialmente se le debe dar un auste normal y luego austar un octavo de vuelta adicional.

II.

Treano Para Para#inas

4erramienta simple y eficiente! dise1ada especialmente para remover la parafina de la tuber#a de producción o de la ca1er#a de revestimiento! tiene una articulación que permite transportar la %erramienta con las aletas levantadas cuando esta es introducida en el pozo. Fna vez que llega a la profundidad deseada! se acciona la articulación y las aletas se colocan en posición de operación realizando el trao de remoción cuando la %erramienta es extra#da del pozo.

III.

Rasa(or (e ara#ina +%ber

Este raspador de uso permanente! presenta un %oa raspadora que tiene 9 pulgadas de longitud y es fiada a las varillas con un seguro simple fig. 9.;7. $on el cual queda tan firme como quedar#a con dos o m"s seguros! el peque1o seguro permite a la %oa tener un mayor eficiencia debido a que este elimina los puntos de fatiga y evita problemas tales como la rotura de seguros entre varillas.


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0e recomienda ubicar estos raspadores a la profundidad donde se inicia la deposición de parafinas. a %oa del raspador! anc%a y de peque1a longitud no restringe el fluo de petróleo! no causa turbulencia en la columna de fluido! debido a que tiene la cola preformada y los bordes c%aflanados! facilita el desplazamiento y minimiza el peligro de golpes contra las uniones! u otros.

UNIVERSIDAD mayor de san andres $on esteDE conunto las varillas son limpiadas petrolera con el raspadorVcentralizador reciprocante! mientras FACULTAD INGENIERÍA-ingenieria

que la superficie interior de la tuber#a de producción es limpiada por los centralizadores de doble agarre. $ada PETROLERA par de centralizadores act5a también como retenedor de los raspadores V PRODUCCION III PET-210 centralizadores reciprocantes. El control de parafinas! combinando el raspadorVcentralizador sobre moldeado y el raspadorVcentralizador reciprocante es también bastante efectivo. Esta combinación de raspadores. Vcentralizadores es conocida como combinación DF).

III..'.'

Es!aria(or (e Ca@er"a (e Revesti*iento

El escariador de ca1er#a de revestimiento es utilizado para remover pel#culas de lodo! cemento ad%erido a la ca1er#a! rebabas debidas a los baleos! astillas met"licas de superficies "speras! parafinas y sustancias similares del interior de la ca1er#a de revestimiento.

,scariador de ca(ería de re)estimiento


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El escariador de! ca1er#a de revestimiento! opera adecuadarnente cuando es rotado o reciprocado verticalmente con tuber#a de perforación o con tuber#a de producción! sin embargo puede también ser operado con el cable del equipo de intervención ! usando tieras y otros elementos tubulares que le proporcionen peso. El modo! m"s com5nmayor y eficiente usarandres este escariador es deslizado a través de la sección a ser UNIVERSIDAD dedesan raspada DE sin rotación! luego suspender la %erramienta rotando. Esta %erramienta generalmente va FACULTAD INGENIERÍA-ingenieria petrolera ubicada encima el trépano y debao de los portamec%as en un arreglo convencional! no requiere la adaptación de ning5n instrumento especial para ser manipulada. PRODUCCION PETROLERA III PET-210 Es recomendable cuando se trabaa con este escariador! mantener circulación con caudal constante.

III..'.)

Rasa(ores (e !a@er"as s%er#i!iales (e re!ole!!i&n

os raspadores de ca1er#as superficiales de recolección! son conocidos con el nombre de Bc%anc%osB. Existe una gran variedad de estos! fabricados en diversos tama1os! di"metros y de diferentes materiales! son aplicados con muc%a frecuencia en oleoductos y poliductos de di"metro y longitud considerable! que transportan grandes cantidades de petróleo o derivados! sin embargo! los c%anc%os también pueden ser usados en las l#neas de recolección en los campos petroleros. Donde %aya una ca1er#a que necesite limpieza! puede usarse un c%anc%o! el cual realiza un trabao r"pida! efectivo y con bao costo.


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!-anc-os Raspadores de !a(erías

Debido a su flexibilidad! facilidad de desplazamiento a través de las l#neas e incluso de codos con "ngulos que alcanzan los K< grados! v"lvulas! y reducciones! los c%anc%os fabricados de espuma de poliuretano flexible! con revestimiento de cauc%o y abrasivos en forma de cepillo met"lico con una elevada densidad de cerdas de acero que le permiten realizar una efectiva limpieza! son considerados como los m"s apropiados para este tipo de trabaos. III..'.> 3olas 0 Taones Sol%bles En el transporte de %idrocarburos! los problemas de deposición de parafinas y acumulaciones de materias extra1as! son también controlados con bolas y tapones solubles! empleados para la ;impieza de la ca1er#a! que son muc%o m"s económicos que los limpiadores de goma! pl"stico o metal. os limpiadores solubles est"n formados por parafina micro cristalina y polietileno amorfo. Esta mezcla es efectiva en la remoción y desempe1a adem"s la función de in%ibidor. El in%ibidor trabaa ayudando a prevenir la pre deposición de los depósitos removidos y la deposición de la parafina disuelta en el petróleo transportado mediante un l#quido que entra en contacto in%ibiendo la solucin. Estos limpiadores %an sido probados en algunas muestras de petróleo crudo siendo efectivos en concentraciones tan baas como

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Bolas $ Tapones .olu"les

os limpiadores solubles también son usados en l#neas de fluo de reducido di"metro! son compatibles con cualquier otro producto qu#mico y no interfieren la acción de este. a rapidez de la disolución de estos! est" en función de la temperatura del fluido! tipo y velocidad de fluo! fricción y capacidad de absorción del crudo2 como estas condiciones var#an de acuerdo a cada problema! los tiempos de disolución también var#an! pero normalmente se disue;ven en pocas %oras. $uando estos tapones se traban en la ;inea para derretirlos debe aplicarse calor en el punto de detención! quedando solucionado el problema de manera simple. III..'.< T%ber"as Con Revesti*iento Pl,sti!o as tuber#as con revestimiento pl"stico %an sido usadas por muc%os a1os para in%ibir la deposición de parafina! sin embargo entre todos los tipos de revestimiento usados ninguno %a demostrado ser superior a otro! esto es! que todos tienen la misma fuerza para in%ibir la deposición! lo cual es posible gracias a la superficie lisa que presentan y no a los productos! qu#micos que contienen. os tipos de revestimiento pl"stico m"s com5nmente usados est"n basados en6 &;' +ormulaciones fenol3formalde%ido &7' +ormulaciones epoxi3fenólicas &=' +ormulaciones de poliuretano.


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Todas estas formulaciones! contienen adem"s productos que permiten dar mayor resistencia a la abrasión! colorantes formadores de pel#cula! solventes que ayudan a reducir la viscosidad del revestimiento durante la aplicación y otros. os revestimientos base fenal cadena! mas entrecruzada! mas formalde%ido presentan la! dura y m"s "spera de todos los revestimientos! poco permeables al agua y los gases! adem"s presentan alta UNIVERSIDAD mayor de son san andres resistencia destrucción por medio de productos qu#micos. FACULTAD DEa laINGENIERÍA-ingenieria petrolera os revestimientos epoxi3fenólicos son m"s PRODUCCION PETROLERA III PET-210

flexibles que los de fenol3formalde%ido y su resistencia al impacto es mayor pero son m"s permeables al agua y los gases. os uretanos se caracterizan por su dureza y flexibilidad as# como por su resistencia a la abrasión pero presentan mayor permeabi;idad al agua y los gases.

Tu"erías con re)estimiento pl/stico

a principal conclusión de los estudios realizados sobre el revestimiento pl"stico! propone que un pl"stico pulido antiparafinico! es capaz de controlar la deposición de parafinas en forma eficiente y que un revestimiento pl"stico la deposición de parafinas en pozos que antiparaf#nico. 0ustancialmente flexible! altamente polar! puede reducir producen algunas cantidades de arena y algunos otros abrasivos tales como los productos de la corrosión. 0in embargo también deben considerarse otros factores tales como la resistencia a al tas temperaturas y permeabi;idad! ;as cuales! %acen muc%as veces que un revestimiento pl"stico no proporcione todas las propiedades deseadas.


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os estudios de laboratorio %an permitido establecer una comparación del peso de la parafina depositada sobre una tuber#a sin revestimiento y sobre tuber#as con revestimiento2 para las condiciones de trabao dadas! los resultados obtenidos fueron los siguientes6 *esultados de la deposición de parafinas en los diferentes tipos de revestimiento pl"stico6

0r/fico 1 de Formulaciones


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Superfcie de deposición

Fc!or de ru"osid d

#de prfn deposi!d 

Te$!ur de% depósi!o

Re+es!i,ien!o UNIVERSIDAD mayor de san andres eno%3a$ .! &"lposo FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera or,%de'ido

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D"ro L"stroso &"lposo D"ro L"stroso

Se2ero Ning"no Se2ero

Ning"no S"a2e L"stroso

78asional m"y d'(il

S"a2e 6"e(radio

Re+es!i,ien!o de po%iure!no erosiondo as ca1er#as superficiales de recolección yVo de transporte en general! con revestimiento pl"stico! presentan las siguientes ventaas6 1 In!re*ento en la !aa!i(a( (e transorte Debido a que el caudal transportado 3 es función directa del coeficiente de fricción y a su vez! est" en función directa de la rugosidad de la! ca1er#a. Esto permite observar la influencia del revestimiento interno sobre el caudal transportado! o bien lo que es equivalente la menor ca#da de presión necesaria para transportar un mismo caudal.

2 Prote!!i&n !ontra la !orrosi&n interna El revestimiento resguarda a la tuber#a de los fluidos corrosivos durante su vida 5til! as# como durante los periodos de almacenae. )l mismo tiempo los ca1os revestidos logran mantener su


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capacidad de conducción a través del tiempo al no aumentar su factor de rugosidad por efecto de la corrosión. ' 4ejoras en el *anteni*iento (e las !a@er"as El revestimiento disminuye notablemente la deposición de part#culas en las paredes especialmente de parafinas y productos de sedimentación! todo lo cual se traduce en un menor n5mero de carreras de c%anc%os para realizar la limpieza. UNIVERSIDAD mayor de san andres ) Dis*in%!i&n (e la !onta*ina!i&n (el ro(%!to FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera )l eliminarse elPETROLERA problema de III la corrosión PRODUCCION PET-210 que

genera polvos y escamas! se meora la pureza del

producto transportado. > Dis*in%!i&n (e los !ostos (e bo*beo

)l tener el conducto una meor caracter#stica de transmisión se reduce la potencia requerida! que para el caso de l#neas largas puede incluso llegar a disminuir el n5mero de estaciones de bombeo.

I.

Constit%Kentes b,si!os (el revesti*iento

os principales constituyentes del revestimiento son6

a. Pi?*ento Existen dos clases de pigmentos pl"sticos6

Pi?*ento (e i*ri*a!i&n Es un material org"nico que da color! permite un sellado %ermético! proporciona propiedades anticorrosivas y una serie de caracter#sticas especiales tales como la resistencia a la intemperie durante el almacenae.

Pi?*entos (e e5tensi&n Es un producto org"nico que no contribuye al color ni al se;lado! se lo utiliza fundamentalmente para reforzar la pel#cula! disminuir el brillo y para controlar la fluidez durante la aplicación.

b. For*a(or (e Pel"!%la También llamado ve%#culo no vol"til! es %abitualmente un material org"nico coloidal que cambia de l#quido a sólido para formar la pel#cula.

!. Solventes También llamados ve%#culos vol"tiles! son usados para facilitar la aplicación de la pel#cula. Estos eercen una marcada influencia en el rendimiento durante su ap;icac#ón. (. A(itivos


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Gao esta denominacin se incluye una gran variedad de productos como secadores! agentes anti exfoliantes! agentes de suspensión! odorantes! agentes de moado! y otros.

III..) 4/to(o T/r*i!o El método térmico comprende de tratamiento destinadas a fundir la parafina empleando UNIVERSIDAD mayorlas detécnicas san andres calor estas pueden dividirse de la siguiente manera6 FACULTAD DEtécnicas INGENIERÍA-ingenieria petrolera El carburo de calcio introducido el pozo! al entrar en contacto con agua genera calor y acetileno PRODUCCION PETROLERA III en PET-210

gaseoso. El resultado después de la reacción es la produccin de una especie de lodo! formado por parafina pastosa unto al fluido de formación. Fna mezcla de sosa ca5stica y limaduras de aluminio met"lico! también genera calor al entrar en contacto con agua. Mezclas de peróxido de sodio y agua también se %an propuesto como un medio para generar calor! el %idrógeno y el ox#geno que se liberan en la reacción! se incendian y arden el pozo generando calor! este método sin embargo %a sido experimentado en forma limitada y de manera general es una técnica poco empleada! debido a que los resultados no siempre %an sido provec%osos y los medios de generación de calor tienen elevados costos.

'..).1 Fl%i(os Calientes Ceneralmente se emplea petróleo y con menor frecuencia agua caliente u otros fluidos calientes tales como la gasolina o el benzol. Esta técnica de remoción es simple! emplea intercambiadores de calor en superficie que permiten calentar el petróleo &u otros fluidos' a temperaturas comprendidas entre los 7<< y =<< grado +. &K= J ;9K grado $'. (osteriormente de acuerdo al arreglo! de producción que se tenga en el pozo! el petróleo caliente es bombeado por el espacio anular ca1er#a3tuber#a o directamente por el interior de la tuber#a de producción. Esta operación permite fundir la parafina acumulada en el arreglo! la que finalmente es extra#da del fondo del pozo mediante circulación.


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Tratamiento térmico empleando la in$ecci%n de petr%leo !aliente

)unque este método %a sido aceptado durante muc%os a1os! existen evidencias que muestran que el petróleo caliente puede causar da1os a la formación! particularmente en pozos de baa presión y cuya temperatura de fondo es menor a los ;< +! dic%os da1os Ceneralmente manifiestan con notables disminuciones en la producción. En los tratamientos con agua caliente se %a observado que la parafina disuelta o dispersa en agua llega %asta la formación productora y disminuye notablemente la temperatura de esta.

Ilustraci%n 4ue muestra la simulaci%n de la remoci%n de parafina por in$ecci%n de petr%leo caliente

/casionalmente el proceso de re solidificación es lento y el resultado de la declinación de la producción puede ser atribuido a la declinación natural del campo. a aplicación de fluidos calientes es muc%o m"s recomendable para desparafinar las l#neas de recolección de los campos petroleros! para este efecto! pueden aplicarse vaporizadores o calentadores de petróleo tipo paquete completo! que constan esencialmente de un %orno con su


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serpent#n y accesorios! una bomba principal! un compresor de aire! un uego de quemadores modulados y un tablero de control2 generalmente vienen montados en patines.


!alentador de Petr%leo

'..).2 Trata(ores (e #on(o oBo /tra técnica empleada para desparafinar tuber#as de producción! consiste en emplear tratadores de fondo port"tiles de calentamiento r"pido! que van disolviendo la parafina a medida que se los introduce al pozo. a activa remoción del tratador accionado a cable se complementa con el bombeo de petróleo caliente! el cual se introduce a la tuber#a de producción por detr"s del tratador de fondo. a parafina fundida es posteriormente producida unto con el petróleo de formación.


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Trat amiento térmico con calentadores de fondo de po#o

Ilustraci%n 4ue muestra la simulaci%n de la remoci%n de parafina por el tratamiento de calentador de fondo de po#o

'..).' Libera!i&n (e Calor


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Esta técnica emplea productos qu#micos cuya reacción &exotérmica' libera considerables cantidades de calor! suficientes para fundir la parafina acumulada en la tuber#a de producción.

'..).) Calenta*iento El/!tri!o De La T%ber"a De Pro(%!!i&n Esta técnica %a sido desarrollada por la (roduction Tec%nologies ,nternacional ,nc. UNIVERSIDAD mayor derecientemente san andres conocida con el nombre de ()*)T*/! de 4ouston y es ()*)T*/ convierte la tuber#a de FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera producción y la ca1er#a de revestimiento en un circuito eléctrico! y emplea como elemento calentador la tuber#a de producción! todo esto complementado con un contactar y un mecanismo PRODUCCION PETROLERA III PET-210 patentado denominado E30ub! los cuales son alimentados con energ#a eléctrica desde un panel programable ubicado en superficie.

Paratrol

a corriente eléctrica influye a lo largo de la tuber#a de producción %asta una profundidad ligeramente mayor a la cual ocurre la deposición de la parafina. En este punto el contactor ubicado en la sarta de producción permite realizar un contacto. El contactor es generalmente instalado alrededor de ;<< pies por debao de; punto inicial de deposición! entonces debido al calentamiento de la tuber#a de producción! el petróleo que circula


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por el interior de esta! es calentado antes de entrar en la zona de deposición. )dem"s! se colocan unos aislantes sobre las uniones de la tuber#a ubicadas entre el E30ub y el contactor para prevenir contactos indeseados entre la tuber#a y la ca1er#a. El espacio anular debe estar completamente libre de fluidos conductores de electricidad tales como agua salada2 en pozosmayor \fluyentesde en san los queandres el espacio anular est" lleno de fluido! generalmente se UNIVERSIDAD utiliza petr;eo para desplazar dic%o fluido porpetrolera debao de; ;ugar donde ser" ubicado e ; contactar. FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria PRODUCCION PETROLERA III PET-210

Tratamiento con calentamiento eléctrico

En los pozos que producen mediante bombeo mec"nico! se recomienda colocar una varilla de fibra de vidrio por debao del v"stago pulido! para prevenir conducción de corriente desde el E30ub %asta el equipo superficial. a potencia es proporcionada por un trasformador de 9S Qw equipado con un regulador de voltae de US< a ;S< Xoltios y vo;taes menores. El punto de operación de las unidades es de ;< Xoltios a )mperios con un factor de potencia de <.:;. a potencia que sale del transformador y entra al circuito es regulada mediante un panel de control programable que permite el control de funciones del sistema.


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G"sicamente! esta técnica permite que el petróleo que circula por la tuber#a de producción! tenga una temperatura mayor a la del punto nube! lo cual previene la precipitación de los cristales de parafina y con esto lógicamente se prevenga la deposición en la tuber#a de producción. +luidos calientes! Tratadores de fondo pozo! liberación de calor y calentamiento eléctrico de la tuber#a de producción.mayor de san andres UNIVERSIDAD

FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera PRODUCCION PETROLERA III PET-210

Ilustraci%n 4ue muestra la simulaci%n de la remoci%n de parafina por el método de calentamiento eléctrico

'..> 4/to(o M%"*i!o Este método est" basado en el uso de productos qu#micos! los cuales pueden cumplir alguna de las siguientes funciones6

-

Disolver los depósitos de parafina una vez que. estos se %ayan formado.

-

(ara prevenir la formación! evitar el desarrollo yVo reducir la ad%erencia de la parafina a las paredes de la tuber#a de producción.

-

Meorar algunas de las propiedades de fluo del petro;eo.

'..>.1 Clasi#i!a!i&n (e los ro(%!tos %"*i!os De a cuerdo a la función que desempe1an! los productos qu#micos pueden c;as#ficarse en6 0olventes Dispersantes! Modificadores de cristalograf#a! Emulsificantes y Meoradores de fluo. a Solventes 0on productos qu#micos empleados para disolver depósitos de parafina.


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El uso de solventes puros o mezclados con %idrocarburos es una pr"ctica muy com5n y bastante aplicada. 0e consideran como dos de los meores solventes de parafina al tetracloruro de carbono y al disulfuro de carbono. También suelen ser mayor usados con los %idrocarburos clorados! pero su aplicación es UNIVERSIDAD defrecuencia san andres restringida a la contaminación del crudo producido y el posible efecto adverso sobre los FACULTAD DEdebido INGENIERÍA-ingenieria petrolera catalizadores en las refiner#as. PRODUCCION PETROLERA III PET-210

El disulfuro de carbono es un producto qu#mico muy peligroso para manear! com5nmente! se usa condensado! diesel o Nerosene para disolverlo! empleado de esta manera! %a mostrado un buen rendimiento. En forma general los solventes de %idrocarburos arom"ticos como el xileno o el tolueno son ampliamente aceptados en la industria como razonablemente seguros y efectivos para todo Tipo de deposiciones org"nicas.

b Disersantes 0on superficies qu#micas activas que revisten los peque1os cristales de parafina y la superficie met"lica de los elementos tubulares. $omo consecuencia de esto! los cristales se repelen unos a otros y son repelidos por las superficies met"licas. os dispersantes también son denominados 0urfactantes! pueden ser aplicados con agua! diesel u otros solventes2 se recomienda aplicarlos por debao de los puntos en los que la temperatura! del petróleo llega a ser igual a la del punto nube.

! 4o(i#i!a(ores (e Cristalo?ra#"a 0on pol#meros capaces de cristalizar con la parafinas! cuando estos ;;egan a formar parte de; cristal! lo cual altera su estructura cristalina y %ace que cambie el modelo de desarrollo de los cristales. Gao a acción de los modificadores de cristalograf#a o in%ibidores de parafina! est" se precipita en forma de cristales simples! que son f"cilmente dispersados en el crudo y que no tienen tendencia a unirse entre s#. El modificador de cristalograf#a adem"s %ace que la parafina pierda ad%erencia a las superficies met"licas. Estos productos deben ser aplicados en puntos en los que la temperatura del fluido es mayor que la temperatura del punto nube.


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Agrupamiento de cristales

,fecto del in-i"idor so"re los cristales de Parafina

( E*%lsi#i!antes *educen la deposición y di=minuyen la viscosidad debido a que producen una emulsión de petróleo en agua! empleando agua de formación o adicion"ndole desde superficie. os emulsificantes deben ser aplicados en el fondo del pozo antes del punto donde empieza la deposición. )lgunos problemas in%erentes a su tecnolog#a son6

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El agua puede causar corrosión. 0e requiere un continuo abastecimiento de agua. El sistema produce y transporta excesiva cantidad de agua. a emulsión puede romperse después del transporte.


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(uede ser impract#b;e para peque1os vol5menes.

e 4ejora(ores De Fl%jo Estos productos son com5nmente conocidos como reductores de los puntos de fluidez! reductores de viscosidad! reductores de punto etc.! son usados para meorar las propiedades de fluo UNIVERSIDAD mayor de cedente! san andres del petróleo en oleoductos y otros sistemas de transporte exclusivamente. FACULTAD DEcrudo INGENIERÍA-ingenieria petrolera

'..>.2 T/!ni!as (e trata*iento PRODUCCION PETROLERA III PET-210 os productos qu#micos antes mencionados! pueden dosificarse di;uidos en agua salada! Nerosén! diese! petróleo directamente puros. as técnicas de tratamiento en las que se emplean estos productos pueden clasificarse de la siguiente manera6 Tratamiento con bac%es! tratamiento continuo! tratamiento capilar y tratamiento por forzamiento.

a Trata*iento Con 3a!es 0e emplea generalmente para la remoción moderada de la parafina depositada en el arreglo subsuperficial. Est" limitada a casos espec#ficos y a efecto de producir un alivio inmediato de los inconvenientes ocasionados por la deposición. os bac%es pueden ser introducidos al pozo por el espacio anular ca1er#a3tuber#a o directamente por la tuber#a de producción! esto depende del arreglo subsuperficial del pozo y de la clase de productos que se est" usando. os tratamientos con bac%es o lotes son recomendables cuando se usa disolventes.

b Trata*iento Contin%o $onsiste en inyectar al pozo productos qu#micos en forma continua! con la ayuda de una bomba dosificadora o por goteo &ca#da por gravedad' si las condiciones lo permiten. $uando se realiza un tratamiento continuo en fondo pozo! debe usarse un producto soluble o dispersables en el fluido producido. a dosificación continua se la realiza por espacio anular ca1er#a3tuber#a en pozos que producen mediante bombeo neum"tico y se recomienda introducirlo al pozo unto con el fluido motriz en pozos que producen mediante bombeo %idr"ulico.

! Trata*iento Cailar Fn equipo de tratamiento capilar permite introducir los productos qu#micos mediante una tuber#a independiente %asta el lugar donde estos entran en contacto con el fluido de formación. El equipo consiste de un tanque de almacenae de productos qu#micos! una bomba acoplada al tanque &ambos ubicados en superficie'! tuber#a de peque1o di"metro la cual est" colocada en forma paralela a la tuber#a de producción y un mandril mediante el cual se unen las dos tuber#as en fondo pozo! lo cual permite que el fluido de formación entre en contacto con! el producto qu#mico que


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bombeado desde superficie se desliza a través de la tuber#a de peque1o di"metro %asta alcanzar el mandril. Este tipo de tratamiento puede ser aplicado a cualquier sistema de producción.

( Trata*iento Por ForBa*iento $onsiste en el bombeo de unde volumen predeterminado de producto qu#mico a la formación UNIVERSIDAD mayor san andres productora una presión menor quepetrolera la presión de fracturamiento. El producto qu#mico FACULTAD DEaplicando INGENIERÍA-ingenieria utilizado puede ser vertido con agua o petróleo. PRODUCCION PETROLERA III PET-210

(osteriormente el producto qu#mico es producido untamente con el fluido del yacimiento protegiendo de los problemas de deposición. $uando estos problemas son severos! se recomienda realizar un tratamiento por forzamiento en conunción con un tratamiento \continuo o con un tratamiento con bac%es. En la mayor#a de los casos los problemas ocasionados por la parafina pueden ser resueltos eficiente y económicamente con productos qu#micos. 0in embargo la selección del producto qu#mico requiere tomar en cuenta aspectos tales como6

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Elegir la meor clase de producto qu#mico. Elegir el producto m"s efectivo de la clase. Determinar la concentración a la cual el producto qu#mico empleado es m"s eficiente. Elegir la técnica de tratamiento! m"s adecuada para proporcionar mayor posibilidad de éxito.

4/to(o Co*bina(o

a severidad y dureza de las deposiciones! muc%as veces requiere la combinación de los métodos anteriormente mencionados! lo cual permite realizar la remoción con mayor facilidad! en menor tiempo y en forma m"s eficiente. a combinación empleada con mayor frecuencia! es la de los métodos qu#micos y mec"nicos! Este procedimiento consiste en desplazar dentro de la tuber#a de producción una cantidad limitada de solventes que ablanda la parafina pegada a la tuber#a de producción y al mismo tiempo disuelve las fracciones mas ;igeras! la parafina remanente es exteriormente removida ap;icando el método mec"nico. )plicación forma combinada del método térmico

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a iberación de calor y el método qu#mico %a permitido desarrollar un eficiente procedimiento de remoción de parafina denominado -30,TF 0J0TEM el cual permite remover la parafina tanto del arreglo subsuperficial de un pozo as# como de las formaciones productoras.

El calor ,n3situ producido en el fondo del pozo es generado por la reacción exotérmica del nitrato de sodio y el nitrato de amonio con el cloruro de amonio ambos en solución acuosa.


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NaN O 2 + N H 4 N O3 −−− N 2 + 2 H 2 O + NaN O 3 + calor

os productos de la reacción son6 -itrógeno &gaseoso'! agua! nitrato de sodio. Fna sal que se produce como subproducto y generalmente no da1a las formaciones y calor.

UNIVERSIDAD mayor de san andres Fn amortiguador y un "cido org"nico son incluidos en el sistema para el control de la velocidad de FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera

reacción! logrando de esta manera que la reacción se produzca a una profundidad predeterminada. PRODUCCION PET-210de corrosión también son incluidos para evitar posibles Fn secuestrantePETROLERA de %ierro y unIIIin%ibidor problemas de precipitación y reacciones no deseadas entre el "cido y los elementos tubulares2 adem"s se incluye un solvente y un in%ibidor de parafina! productos considerados como los principales del tratamiento. En el caso de los tratamientos de formaciones productoras! la estimulación ocurre como resultado de la penetración profunda de la solución generadora de calor en la formación precedida por una mezcla de solvente e in%ibidor de parafina )l penetrar el solvente en la formación disuelve los cortes livianos de parafina abriendo peso y permitiendo la penetración de la solución generadora de calor. a penetración profunda se realiza por medio de un posterior /verflus%' as# como por la presión eercida por el nitrógeno en estado gaseoso'. El calor generado funde los depósitos remanentes de parafina! la parafina fundida yVó disuelta queda suspendida en el fluido caliente! la cual al disminuir la temperatura no recristaliza debido a la acción del in%ibidor de parafina2 después de un periodo de cierre del pozo &aproximadamente 79 %oras' es producido unto al fluido de formacin. El -30itu 0ystem permite generar ;< veces m"s calor que el generado por una unidad de tratamiento con petróleo caliente y permite reducir en forma considerable la cantidad de productos qu#micos empleados &so;ventes e in%ibidores' que algunas veces causan emulsiones. El equipo de superficie usado para el tratamiento! almacenae! consta de una o dos bombas triplex! tanques de medidores de fluo de alta presión! v"lvulas y otros accesorios com5nmente empleados en la industria petrolera. )ntes de bombear la solución generadora de calor! los componentes son almacenados en tanques separados! y posteriormente bombeados por l#neas individuales de descarga! las cuales se unen corriente arriba del cabezal de pozo. De esa manera es posible bombear las soluciones que llegan a la profundidad predeterminada mediante la tuber#a de producción. 0e instala también una l#nea de descarga en el lugar de la conexión de la mezcla y el cabezal de pozo! para que la solución generadora de calor remanente pueda ser evacuada de las l#neas de descarga. a combinación de métodos adquiere particular importancia debido a que su aplicación esté fundamentalmente orientada a optimizar los métodos empleados.


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'..

Al?%nos Inibi(ores (e Para#inas Patenta(os

'...1 Inibi(or (e Para#inas Para!e! 1<Q (e +allib%rton (revenir! o por lo menos decrecer! la formación de depósitos de parafina ir" en una manera en la batalla para mantenermayor la producción. El in%ibidor (arac%ecN ;< %a probado ser muy 5til y efectivo. UNIVERSIDAD de san andres

FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria petrolera

os materiales trabaan por el cambio de la estructura f#sica de los cristales de parafina! %aciendo a los cristales probablemente menos ad%esivos a las superficies met"licas. PRODUCCION PETROLERA III PET-210 Desde que las composiciones del crudo difieren bastante! a veces de pozo en pozo en algunas formaciones! el petróleo deber#a ser analizado para determinar las concentraciones de (arac%ecN ;< necesitados para ayudar a prevenir la precipitación de parafinas. a experiencia %a mostrado que! para m"s crudos! a pesar de todos los métodos aplicados! una concentración de <.S gal. ) <.US gal. Del in%ibidor (arac%ecN ;< por ;<< Gbl de crudo producido usualmente trabaa efectivamente. El in%ibidor (arac%ecN ;< puede ser colocado por un tratamiento a presión! continuo con una inyección o con otros fluidos de estimulación.

,specificaciones del In-i"idor de 5alli"urton

'...2 Inibi(or (e Para#inas Fle5oil os productos Fle5oil para el control de parafina previenen la precipitación de la cera en el petróleo crudo dentro del riser de producción! subseatie3bacNs! y cualquier otra tuber#a de producción. os productos +lexoil modifican los cristales de parafina para evitar que la formación de parafina interfiera con la unión de las moléculas alif"ticas de cera. $ompuestos por pol#meros con cadenas ramificadas! estos modificadores se unen a la red formada por los cristales de cera en un punto de crecimiento activo! pero evitan el crecimiento adicional e interfieren con la deposición interrumpiendo la estructura de la red. )unque las parafinas permanecen inestables en solución! se evita la formación de cristales con un tama1o suficiente para bloquear las l#neas de producción. (or lo tanto! la producción no se impide! a5n cuando las temperaturas sean menores que la temperatura de aparición de la cera &L)T'. os modificadores de los cristales de cera +lexoil se aplican en forma continua en la corriente de producción! para proporcionar un control ininterrumpido de la parafina. $uando se bombean pozos con niveles de fluido bao a moderado! los tratamientos frecuentes de bac%eo pueden asemearse a


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un tratamiento de inyección continua. De la misma manera! se puede obtener una provisión continua de qu#micos por realimentación de un tratamiento de inyección a formación.

'...' Inibi(or (e ara#inas NE TE4P a Altas Te*erat%ras -E K<<
-

Evita la acumulación de parafina en condiciones de alta temperatura *educe el tiempo de parada Meora la producción ;<< natural

-E K<<
). Con!l%siones •

4ay que tener en cuenta que los depósitos de parafina en forma general se encuentran mezclados con peque1as cantidades de %idrocarburos ramificados y con otros materiales org"nicos e inorg"nicos.


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a parafina precipita debido a que ocurren cambio s en las condiciones a las que se encuentra el petróleo en el reservorio! la disminución de temperatura es la causa m"s com5n! la variación de presión! presencia de materias extra1as y la rugosidad de los elementos tubulares son también factores que influyen en la exposición.

UNIVERSIDAD as deposiciones mayor m"s blandas de san corresponde andres a %idrocarburos lineales que abarcan desde el $;7 al $7S! las m"s comunes del $7S petrolera al $S< y algunas otras alcanzan el $<. FACULTAD DE INGENIERÍA-ingenieria •

PRODUCCION PETROLERA III PET-210 a deposición y acumulación de parafina tiene lugar con mayor frecuencia en el liner! en el •

casing! en la tuber#a de producción y en las l#neas superficiales de recolección! algunas veces se extiende por el equipo superficial de tratamiento y medida! as# como %acia a los tanques de almacenae. Gao ciertas condiciones la deposición también puede ocurrir en las formaciones productoras. •

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os problemas ocasionados por la deposición de parafinas! pueden ser resueltos aplicando las diferentes técnicas comprendidas en los métodos de tratamiento tales como el mec"nico! qu#mico! térmico o combinado. Entre las técnicas comprendidas en el método qu#mico! la de tratamiento por forzamiento %a sido la que se aplico con mayor éxito2 la técnica de inyección continua aplicada al sistema de bombeo %idr"ulico no %a sido debidamente evaluada. as pruebas de laboratorio en las que se simula las condiciones de deposición de la parafina! pese a que difieren en importantes caracter#sticas de las condiciones imperantes en el campo! %an ayudado a explicar el mecanismo de deposición y %an permitido obtener valiosa información! la cual fundamental mente fue empleada en estudios destinados a combatir la deposición. Fn aspecto fundamental en la aplicación de cualquier método de tratamiento! es la evaluación del mismo2 mientras mayores sean los conocimientos que se tengan sobre los diferentes métodos y su aplicación a determinados sistemas de levantamiento! meores ser"n los resultados que se obtengan. Fn aspecto muy importante a tener en cuenta es que el problema de la deposición de parafinas es algo global! todo campo! pozo! tuber#as de producción y otros van a estar afectados por la formación de estos compuestos! y depender" de la empresa operadora a elegir el método de tratamiento m"s conveniente para su caso.

>. 3iblio?ra#"a      

$ontrol de (arafinas  Tesis de Crado  www.wiNipedia.com www.%alliburton.com www.spe.com www.parveen.com www.enviroclean.com


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Parafinas

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