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. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-08-28T13:08:04Z
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Previous issue date: 2017 / 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. / 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+.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/25137 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Oliveira, Arthur Reys Carvalho de |
| Contributors | Lucena, Sebastião Mardônio Pereira de, Silva Júnior, Ivanildo José da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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