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Type: Dissertação
Title: Avaliação de métodos de seleção de anti-incrustantes fosfonatados para reservatórios de petróleo
Authors: Oliveira, Arthur Reys Carvalho de
Advisor: Silva Júnior, Ivanildo José da
Co-advisor: Lucena, Sebastião Mardônio Pereira de
Keywords: Engenharia química;Petróleo - Extração;Carbono de cálcio
Issue Date: 2017
Citation: OLIVEIRA, A. R. C. Avaliação de métodos de seleção de anti-incrustantes fosfonatados para reservatórios de petróleo. 2017. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Brazilian Portuguese: Para reduzir os danos envolvendo a formação de incrustação durante a extração de petróleo , a aplicação de inibidores é a técnica mais difundida para tais problemas . Devido às complexas interações entre a solução salina e os inibidores, métodos empíricos são utiliz ados na sua seleção. Os mais usados na indústria do petróleo são: o estático , padro nizado na Norma TM0374 - 2007 da Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão ou NACE ( National Association of Corrosion Engineers ) , e um dinâmico, conhecido por teste do bloqueio do tubo ou TBT ( t ube blocking test ) . O NACE não correlaciona com o desempenh o real obtido em campo , enquanto o TBT pos sibilita reproduzir condições de operaçã o mais próximas . Neste estudo, os dois métodos sã o testados para d ois anti - incrustantes à base de ácidos fosfônicos , o ácido aminotrismetilen o fosfônico e ácido dietilenotria minop entametilenofosfônico (conhecidos como tris e penta, respectivamente), na determinação da concentração mínima de inibidor (CMI) . Avaliamos as vantagens e desvantagens de cada método e a sua capacidade de discrim inar os dois inibidores. Para aprofundar a compreensão dos mecanismos de interação entre inibidor e salmoura , foram levantad a s curvas de adsorção para os dois inibidores e aplicamos um modelo teórico de previsão d a CMI para o método dinâmico. Concluí mos que os métodos estudados apresentaram resu ltados semelhantes quanto aos valores das eficiência s dos anti - incrustantes , apontando um melhor desempenho do p enta . Quanto às diferenças, o m étodo NACE destacou - se pela facilidade de realização, mas apresentou uma limitação por não considerar fatores com o variações de pressão e temperatura , indicando uma co ncentração mínima de inibidor entre 1 ppm < CMI < 3 ppm . O TBT destacou - se por incorporar variáveis mais próximas às condições do r eservatório e essenci ais na precipitação de CaCO 3 , mas apresentou a des vantagem de relacionar a formação do depósito com as dimensões do tubo e a composição das salmouras . Neste, verificou - se uma co ncentração mínima de inibidor entre 3 ppm < CMI < 5 ppm. Esta s diferenças encontradas são explicadas em termos de tempos de resid ência que são muito mais longos no método estático (algumas horas) do que no método dinâmico (alguns minutos). As curvas de adsorção mostram uma grande diferença na quantidade adsorvida dos inibidores , em que o p ent a adsorve u dez vezes mais que o t ris. Es ta diferença é muito maior que a encontrada nos métodos empíricos , indicando que a adsorção, apesar de importante, não é o mecanismo predominante na interação inibidor - salmoura. Por fim, o cálculo teórico da CMI foi de , aproximadamente, 4 ,6 ppm, em ótimo acordo com o resultado do ensaio TBT . O modelo teó rico també m prevê CMI de 77 ppm para a condição mais severa com alta concentração de Ca 2+.
Abstract: To reduce the damage of scaling during oil extraction, the application of inhibitors is the most widespread technique for such problems. Due to the complex interactions between saline solution and inhibitors, empirical methods are used in their selection. The most used in the oil industry are: the static, standardized of the Standard TM0374-2007 in the National Associatio n of Corrosion Engineers (NACE) , and a dynamic, known as tube block test or TBT (tube blocking test). The NACE does not correlate with actual field performance, while TBT enables the reproducibility of nearer operating conditions. In this study, the two methods are tested for two antifouling based on phosphonic acids, aminotrismethylenephosphonic acid and diethylenetriaminepentamethylenephosphon ic acid (known as tris and penta, respectively), in determining the minimum inhibitor concentration (MIC). We evaluated the advantages and disadvantages of each method and its ability to discriminate the two inhibitors. In order to deepen the understanding of the mechanisms of interaction between inhibitor and brine, adsorption curves were raised for the two inhibitors and we applied a theoretical prediction model of the MIC for the dynamic method. We conclude that the methods studied presented similar resu lts regarding the valu es efficiencies of the antifouling, indicating a better penta performance. Regarding the differences, the NACE method was notable for its ease of execution, but it was limited because it did not consider factors such as variations in pressure and temper ature, indicating a minimum inhibitor concentration between 1 ppm < MIC < 3 ppm. The TBT was distinguished by incorporating variables closer to the reservoir conditions and essential in the CaCO 3 precipitation, but presented the disadvantage of relating de posit formation with the dimensions and the brine composition. In this, a minimum inhibitor concentration was found between 3 ppm < MIC < 5 ppm. These differences are explained in terms of residence times that are much longer in the static method (a few ho urs) than in the dynamic method (a few minutes). The adsorption curves show a large difference in the adsorbed amount of the inhibitors, in which the penta adsorbed ten times more than the tris. This difference is much greater than that found in empirical methods, indicating that adsorption, although important, is not the predominant mechanism in the inhibitor - brine interaction. Finally, the theoretical calculation of MIC was, approximately, 4,6 ppm, in agreement with the TBT test result. The theoretical mo del also predicts WCM of 77 ppm for the most severe condition with high Ca 2+ concentration.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/25137
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