Modelado de métodos predictivos de formación de incrustaciones en tuberías con flujo de agua de producción

Abstract

Actualmente en los campos petroleros, se presenta una problemática debido a la necesidad de mantener las tuberías que transportan aguas de producción libres de presencia de incrustaciones. Es por esta razón que se realizó un programa de cálculo en ExcelR, mediante macros en Visual Basic de los modelos predictivos de incrustaciones, los cuales permitieron determinar la tendencia de las aguas ante ciertas condiciones del medio. La programación se realizó mediante datos de concentración de calcio y pH proveniente de pruebas experimentales que presentaban una distribución normal y errores muy pequeños; a partir de los cuales se calcularon cada una de las propiedades fisicoquímicas necesarias para cada uno los modelos, a través de gráficos y tablas. Cada uno de los modelos predictivos presentan tendencia incrustante bajo las siguientes condiciones de concentración de calcio y pH; Índice de saturación de Langelier (menor de 5000 ppm y pH mayores a 5,40), Índice de estabilidad de Ryznar (concentración igual al índice anterior, pero pH mayores a 5,50), Índice de escala de Puckorius (menor de 30000 ppm), Índice de Stiff-Davis (menor de 4500 ppm y pH mayores a 5,1) y el Índice de Oddo-Thomson (mayores de 100ppm y a diferencia de los índices anteriores se requieren de presiones de dióxido de carbono mayores a 1,10 atm). Se realizó un estudio estadístico a dichos índices igual al que se aplicó a los datos experimentales, estableciendo para ellos errores comprendidos entre ± (0,13-0,75). Una vez que se realizó el estudio a cada uno de los modelos por separado, se estableció que el mejor índice es el de estabilidad de Ryznar, ya que tiene un rango más limitado para la evaluación de la tendencia incrustante de las aguas. Adicionalmente se evaluó el comportamiento de las aguas provenientes de pruebas de campo y se comparó con las aguas anteriormente estudiadas, observándose un comportamiento aleatorio de estas, las cuales tienen a su vez mayores concentraciones de calcio (5382 ppm promedio) y pH (5,9-7,22). Todas las aguas de producción analizadas presentaron tendencia incrustante a diferencia de aquella que tenía concentración de calcio de 8350 ppm y pH 8,70. Finalmente se adicionó un cálculo de área de incrustación basado en la concentración promedio de de carbonato de calcio de las pruebas estudiadas siendo esta 0,005 m2/mes.