INTRODUÇÃO
Com a descoberta do pré-sal no Brasil, ocorreu um grande movimento para viabilizar a produção em larga escala. As características específicas dos campos brasileiros combinadas com as altas temperaturas de processamento propiciam a formação de incrustações principalmente por carbonato de cálcio.
A deposição destes sais, especialmente em trocadores de calor, resfriadores e caldeiras podem causar graves problemas no processamento das unidades, tais como: bloqueio parcial ou total de tubulações, tratamentos ineficientes de água, aumento de custos operacionais e até mesmo perda de produção.
Operando com elevada salinidade (cerca de 200.000 ppm NaCl), a maior operadora do pré-sal brasileiro apresentava perda significativa de produção e custo elevado de tratamento em determinadas Unidades de Produção, com tecnologia que exigia dosagens de até 1000 ppm de produto anticrustante.
DESENVOLVIMENTO INTERNO
A maior operadora Brasileira, solicitou à DORF KETAL o desenvolvimento de um inibidor de incrustação topside para suas unidades de produção no pré-sal brasileiro. Todos os testes de desenvolvimento interno foram realizados no laboratório de PD&I da DORF KETAL, em Nova Santa Rita-RS. A equipe de cientistas da companhia, desenvolveu moléculas poliméricas específicas para o tratamento solicitado. A seguir, são apresentadas as principais condições de contorno para o problema demandado:
- Temperatura: 130°C;
- Pressão: 8 bar;
- Salinidade: 100.000 ppm
- Compatibilidade com salmoura: até 20.000 ppm
Após a realização de diversos testes a fim de selecionar a melhor base química para esta aplicação específica, a DORF KETAL desenvolveu o SOLVSCALE OG 179B, inibidor de incrustação topside para o tratamento de unidades do pré-sal.
Numa primeira etapa, o produto foi submetido ao teste de compatibilidade com salmoura, onde foi avaliado o comportamento do produto com o íon cálcio presente no sistema. Para tal fim, realizou-se testes de garrafa com água sintética com composição idêntica da água produzida e foi observado o comportamento do produto em contato com esta matriz. O produto foi considerado aprovado, pois não apresentou turbidez ou precipitação durante o tempo de observação do teste.
O teste de eficiência dinâmica foi realizado com o equipamento de DSL (Dynamic Scale Looping), que basicamente consiste num conjunto de bombas individuais, que enviam de forma independente as salmouras aniônicas (apenas ânions incrustantes) e catiônicas (apenas cátions incrustantes) em um fluxo de 10 mL/min. Estas, irão se encontrar em um segmento de tubulação de 1m e 0,5mm de diâmetro interno, onde se monitora a pressão a fim de se verificar a formação ou não da incrustação.
O produto SOLVSCALE OG 179B, foi então submetido ao DSL a fim de se verificar a sua MIC, que é a dosagem mínima inibitória para incrustação. Esta dosagem indicada em laboratório é a mesma que deve ser utilizada em campo para mitigação da incrustação. O produto mostrou uma alta eficiência em uma dosagem (MIC) de 50 ppm, conforme demonstrado na Fig 3.
O laboratório de PD&I da DORF KETAL também fez um ensaio comparativo utilizando uma molécula de fosfonato convencional com a mesma dosagem do SOLVSCALE OG 179B. Sabe-se que os fosfonatos são amplamente utilizados pelo seu baixo custo e relativo bom desempenho apesar de sua baixa compatibilidade com salmoura e estabilidade térmica. O produto a base de fosfonato convencional não obteve desempenho satisfatório (diferencial de pressão menor que 1 psi).
VALIDAÇÃO EM CAMPO
Após a determinação da dosagem mínima inibitória em laboratório (MIC), o produto SOLVSCALE OG 179B foi avaliado em campo em um teste de 90 dias. Este teste ocorreu em uma unidade do pré-sal brasileiro com as seguintes condições:
- Lâmina d’água: 2.100m;
- Produção: 100.000 BOE;
- Salinidade: 124.125 ppm NaCl;
- Temperatura de produção: 130°C – 145°C.
O teste de campo iniciou numa dosagem acima da recomendada por questões de segurança da unidade, 100 ppm. No decorrer do teste, a dosagem foi gradualmente diminuindo uma vez que não foram observadas variações significativas nas pressões diferenciais e temperaturas dos trocadores de calor e aquecedores da unidade. O produto SOLVSCALE OG 179B, foi, então, aprovado para utilização em campo nos mesmos 50 ppm aprovados em laboratório.
Como se pode observar nas figuras 4, 5 e 6, não houve alteração nas variáveis observadas mesmo com a redução da dosagem do produto.
GERAÇÃO DE VALOR
Após o desenvolvimento e aprovação em campo do produto SOLVSCALE OG 179B, a DORF KETAL participou de um processo de licitação, onde foi a empresa vencedora, com melhor fator de performance.
Segundo feedback dado pelo cliente, a Unidade estava há algum tempo produzindo com temperatura reduzida por problemas de falta de eficiência do antigo produto que era injetado. A injeção do antigo produto chegou a patamares de 1.000 ppm na Unidade em que o SOLVSCALE OG 179B foi testado.
Após a aplicação do SOLVSCALE OG 179B, foi possível a manutenção da temperatura original de processamento e com isso, houve um aumento da produção e relevante redução da dosagem (de 1.000 ppm para 50 ppm). Além disso, foi constatado que, após o tratamento com inibidor de incrustação da DORF KETAL, houve um aumento de cerca de 16% da produção bruta da unidade.
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