Introdução
Um grande cliente na Ásia, opera um oleoduto de petróleo bruto para transportar petróleo de um Terminal de Derivados de Petróleo para uma Refinaria. O comprimento do oleoduto é de cerca de 1014 km com estações de bombeamento intercaladas para realizar uma transferência mais rápida do petróleo. O objetivo do teste de campo foi demonstrar a eficácia do agente redutor de atrito, também conhecido como DRA (drag reducer agent) DORF™ SR1642 no aumento de vazão de transferência. Esperava-se que uma melhora no fator de arrasto (%DR) na faixa de 25% a 35%, conforme as simulações iniciais, aumentaria o fluxo (%TI) em cerca de 15% a 19%. A fórmula aplicada para o cálculo do fator de arrasto é a seguinte:
Delta P = Queda de pressão inicial sem DRA
Delta Pp = Queda de pressão com DRA
%DR = %Redução de arrasto obtida com a ajuda do DRA
O %DR é utilizado para calcular o aumento na taxa de transferência (%TI), usando a fórmula abaixo:
Principais Destaques do Teste
(1) Observou-se melhora na redução do fator de arrasto de 26% a partir do momento em que o produto DRA foi injetado na tubulação entre a Estação de Bombeio #4 (ST4) e a REFINARIA (REF).
(2) A vazão foi aumentada em média 40 m3/h, isto é, de 1732 m3/h para 1772 m3/h com vazão de pico de 1795 m3/h.
(3) As pressões na Estação de Bombeio #4 (ST4) foram reduzidas de 69 kg/cm2 para 54 kg/cm2 durante a aplicação do DORF SR1642.
(4) A redução do arrasto e a melhora do fluxo observadas durante o período experimental foram limitadas pelo encerramento da injeção do produto DORF SR1642. Estes não representam os valores finais ou o potencial máximo que pode ser realizado com base no uso contínuo do produto. Este fato é visto a partir da representação gráfica das curvas “% Redução de Atrito” e “Pressão Estação #4” que não mostram uma tendência a atingir seu valor estável, mas são vistas a melhorar continuamente durante a fase de injeção.
Planejamento do Teste de Campo
O teste foi iniciado em 13 de novembro às 15:20 h em ambos os locais (ESTAÇÃO 4 e ESTAÇÃO 5). A dosagem para o experimento foi fixada em 10 ppm para ambos os locais. A injeção de DRA foi interrompida na ESTAÇÃO #5 (ST5) no dia 16 de novembro às 11:30 h e retomada às 17:30 h de 17 de novembro. Isso foi feito para ver a eficácia da injeção do produto na Estação #4 (ST4) até a REFINARIA sem qualquer injeção na Estação #5 (ST5).
O teste de injeção do DRA na Estação #4 (ST4) terminou no dia 19 Nov às 17:00 h e na Estação #5 (ST5) no dia 21 Nov 10:00 h. O tempo típico necessário para o escoamento do petróleo bruto de ST4 para ST5 é de cerca de 51 h a uma vazão de 1700 m3/h para cobrir cerca de 201 km no oleoduto de 30″ de diâmetro, e o tempo necessário para o petróleo fluir da Estação #5 (ST5) para REFINARIA é de cerca de 56 h a um fluxo de 1700 m³/h para cobrir 220 km no oleoduto de 30″ de diâmetro. Normalmente, leva aproximadamente 107 h ou 4,5 dias para que o petróleo bruto passe pela Estação #4 (ST4) até a refinaria.
Linhas de Base para Avaliação
Vazão: 1732 m3/ h
O Delta P (kg/cm²) em cada seção no início do estudo foi o seguinte:
Com base nos dados de linha de base acima, o gráfico abaixo mostra o perfil de altitude e localização das respectivas Estações de Bombeio.
Desempenho
O Gráfico 2, a seguir significa a redução de atrito alcançada ao longo do oleoduto da Estação #4 (ST4) até a Refinaria e o consequente aumento da vazão. A injeção química iniciou-se na Estação #4 (ST4) aproximadamente 50 horas antes das 15:20 h, permitindo assim a distribuição do DRA entre a Estações 4 e 5. O teste terminou no dia 19 de novembro às 17:00 h quando o produto químico foi descontinuado na Estação 4 (ST4). A redução do arrasto de fase transitória usando DORF SR1642 foi calculada em 26%.
O Gráfico 3, representa a pressão de descarga na Estação #4 (ST4) em comparação com o fluxo bruto com e sem DRA. A pressão de descarga diminui aproximadamente 21% (pressão inicial em 69 Kg/cm2 e pressão final em 54 kg/cm²). A pressão começou a reverter assim que a injeção de DRA foi interrompida. O aumento do gradiente de pressão após a interrupção da injeção primeiro na Estação #4 (ST4) e depois na Estação #5 (ST5) também é claramente visto no gráfico, sendo o aumento da pressão muito rápido quando a injeção é interrompida em ambos os locais. A mudança no Delta P significa que o agente redutor de atrito ajudou a reduzir a contrapressão em toda a linha permitindo um bombeio a uma taxa de fluxo mais alta.
No entanto, como o ensaio está limitado à seção Estação #4-Refinaria e não a todo o oleoduto, o aumento da vazão não se relaciona proporcionalmente ao %Redução de arraste. O Gráfico 4, mostra o % de redução do arrasto em cada válvula de seção (SV#) após o tempo de enchimento inicial da linha a partir da Estação #4, até que o produto químico se esgotasse. No ponto de exaustão química, a redução de arrasto observada está na faixa de 28% a 35%. Isso representa uma fase transitória e não a redução final de arrasto possível, como visto pelas tendências crescentes.
A redução máxima do atrito é atingida de forma assintomática e só pode ser avaliada após o uso contínuo do produto. Também foram analisados os dados em cada válvula de seção e a correspondente redução de atrito observada. Estes corroboram a eficácia da DRA aplicada durante o período experimental limitado.
Conclusões
Com base em ensaios de campo pode-se concluir:
O produto DORF™ SR1642 demonstrou desempenho de 26% na dosagem de 10 ppm durante o período de seis dias de teste. Isso representa uma fase transitória e não a redução final de arrasto possível. A redução máxima do arrasto é atingida de forma assintomática e só pode ser avaliada após o uso contínuo do produto.
O produto DORF™ SR 1642 também ajudou na redução da pressão de descarga na Estação #4 em aproximadamente 21%, o que também significa uma queda na contrapressão em toda a tubulação. Novamente, este não representa o potencial final e é o valor obtido no ponto de exaustão química.
A redução da pressão de descarga corresponde diretamente ao menor consumo de energia para as bombas da Estação #4 (ST4) com base nas curvas características da bomba.
Ensaios adicionais podem ser conduzidos diminuindo o número.
