INTRODUCCIÓN
Con el descubrimiento de los yacimientos del presal en Brasil, se produjo un gran impulso para hacer viable la producción a gran escala. Las características específicas de los campos brasileños, combinadas con las altas temperaturas de procesamiento, favorecen la formación de incrustaciones, principalmente de carbonato de calcio.
La deposición de estas sales, especialmente en intercambiadores de calor, enfriadores y calderas, puede generar graves problemas operativos, como bloqueos parciales o totales de tuberías, tratamientos de agua ineficientes, aumento de los costos operativos e incluso pérdida de producción.
Operando con alta salinidad (alrededor de 200.000 ppm de NaCl), el mayor operador del presal brasileño enfrentaba pérdidas significativas de producción y altos costos de tratamiento en determinadas unidades de producción, utilizando una tecnología que requería dosis de hasta 1.000 ppm de inhibidor de incrustaciones.
DESARROLLO INTERNO
El principal operador brasileño solicitó a DORF KETAL el desarrollo de un inhibidor de incrustaciones topside para sus unidades de producción del presal. Todas las pruebas de desarrollo se realizaron en el laboratorio de I+D de DORF KETAL en Nova Santa Rita (RS, Brasil). El equipo científico de la empresa desarrolló moléculas poliméricas específicas para la aplicación solicitada. Las principales condiciones del problema fueron:
- Temperatura: 130°C
- Presión: 8 bar
- Salinidad: 100.000 ppm
- Compatibilidad con salmuera: hasta 20.000 ppm
Tras realizar múltiples ensayos para seleccionar la mejor base química para esta aplicación, DORF KETAL desarrolló SOLVSCALE OG 179B, un inhibidor de incrustaciones topside para el tratamiento de unidades del presal.
En la primera etapa, el producto fue sometido a una prueba de compatibilidad con salmuera, donde se evaluó su comportamiento frente al ion calcio presente en el sistema. Se realizaron pruebas de botella utilizando agua sintética con composición idéntica al agua producida, y el producto fue aprobado al no presentar turbidez ni precipitación durante el tiempo de observación.
El ensayo de eficiencia dinámica se realizó utilizando el equipo DSL (Dynamic Scale Looping), que consiste en un conjunto de bombas independientes que envían salmueras aniónicas (solo aniones incrustantes) y catiónicas (solo cationes incrustantes) a un flujo de 10 mL/min. Estas corrientes se mezclan en un tramo de tubería de 1 m y 0,5 mm de diámetro interno, donde se monitorea la presión para verificar la formación de incrustaciones.
El producto SOLVSCALE OG 179B fue evaluado en el DSL para determinar su MIC (Concentración Inhibitoria Mínima), que corresponde a la dosis mínima necesaria para prevenir la formación de incrustaciones. Esta dosis determinada en laboratorio se recomienda también para el campo. El producto demostró una alta eficiencia con una MIC de 50 ppm, como se muestra en la Figura 3.
El laboratorio de I+D de DORF KETAL también realizó un ensayo comparativo utilizando una molécula de fosfonato convencional con la misma dosis de SOLVSCALE OG 179B. Si bien los fosfonatos son ampliamente utilizados por su bajo costo y desempeño razonable, presentan baja compatibilidad con salmuera y limitada estabilidad térmica. El producto a base de fosfonato mostró un rendimiento insatisfactorio (diferencial de presión < 1 psi).
VALIDACIÓN EN CAMPO
Tras determinar la MIC en laboratorio, SOLVSCALE OG 179B fue evaluado en campo durante un periodo de 90 días en una unidad de producción del presal brasileño con las siguientes condiciones:
- Profundidad de agua: 2.100 m
- Producción: 100.000 BOE
- Salinidad: 124.125 ppm NaCl
- Temperatura de producción: 130°C – 145°C
La prueba comenzó con una dosis inicial de 100 ppm por motivos de seguridad operativa. Durante el ensayo, la dosis se redujo gradualmente, ya que no se observaron variaciones significativas en las presiones diferenciales ni en las temperaturas de los intercambiadores y calentadores. SOLVSCALE OG 179B fue aprobado para uso en campo con la misma dosis de 50 ppm validada en laboratorio.
Como se observa en las Figuras 4, 5 y 6, no hubo cambios en las variables monitoreadas, incluso con la reducción de la dosis.
GENERACIÓN DE VALOR
Tras el desarrollo y aprobación en campo de SOLVSCALE OG 179B, DORF KETAL participó en un proceso de licitación, resultando adjudicada por presentar el mejor factor de desempeño.
Según el cliente, la unidad venía operando con temperatura reducida debido a la baja eficiencia del inhibidor anterior, que era inyectado hasta en 1.000 ppm.
Después de aplicar SOLVSCALE OG 179B, fue posible mantener la temperatura original de procesamiento, logrando un aumento de la producción y una reducción significativa de la dosis (de 1.000 ppm a 50 ppm). Además, se verificó que, tras el tratamiento con el inhibidor de incrustaciones de DORF KETAL, la producción bruta de la unidad aumentó aproximadamente un 16%.
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