BRPI0607931A2 - método para otimizar a utilização de produtos quìmicos - Google Patents
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Abstract
MéTODO PARA OTIMIZAR A UTILIZAçãO DE PRODUTOS QUìMICOS. Um método para otimizar a utilização de produtos químicos, em particular a otimização de agentes anti-formação de espuma e rompedores de emulsão para fluido gás/petróleo/água em instalações de processamento de petróleo no fundo do mar, na costa e fora da costa. Os produtos químicos são utilizados com base no efeito que eles têm na espessura da camada de espuma e camada de emulsão, respectivamente, do fluido. O fluido pode ser vantajosamente suprido para, e separado em, um separador (1); a medição das camadas de emulsão e espuma é realizada por meio de um dispositivo de medição (3) que emite sinais para um dispositivo de controle (4) que controla a operação de bombas (5, 6) das quais, por sua vez, bombeiam todo o tempo a quantidade medida de produto químico para o fluido a ser separado.
Description
"MÉTODO PARA OTIMIZAR A UTILIZAÇÃO DE PRODUTOS QUÍMICOS"
A presente invenção é relativa a um método para otimizar autilização de produtos químicos, em particular a utilização de agentes anti-formação de espuma e rompedores de emulsão em instalações deprocessamento de petróleo no fundo do mar, na costa e fora da costa.
Produtos químicos auxiliares, tais como agentes anti-formaçãode espuma e rompedores de emulsão devem, virtualmente, ser utilizadossempre no processamento de petróleo onde separação de gás, petróleo e água,é uma operação principal.
Hoje tais produtos químicos auxiliares são dosadosmanualmente por meio de bombas, que são ajustadas para cima e para baixocom base nas velocidades através da instalação e o grau de formação deespuma e de problemas de separação no processo, acessado visualmente esubjetivamente com base na situação de operação na instalação. O métodocomum de adicionar produtos químicos auxiliares é ajustar a dosagem quandoproblemas são descobertos. Muitas vezes se passam dias entre ajustamentos.Psicologicamente é mais fácil aumentar a dosagem quando problemas sãoexperimentados, do que reduzi-la. Uma vez que encontrar o ponto ótimo levaao mesmo tempo a reduzir e aumentar a dosagem por tentativa e erro, esta éuma operação que é muito difícil de realizar. Uma companhia de produtosquímicos é, portanto, muitas vezes seção chamada e, por exemplo, estacompanhia descobre um novo produto químico.
Tal prática é imprecisa, e muitas vezes conduz a superdosagemde produtos químicos auxiliares, produtos químicos que são muitas vezescaracterizados como danosos ao ambiente.
A presente invenção representa um método para dosarprodutos químicos que produz adição precisa de produtos químicos, e assimreduz os custos de tais produtos químicos e poupa o ambiente de descargasdesnecessárias e danosas.
A presente invenção é caracterizada pelo fato de os produtosquímicos serem dosados com base no efeito que eles têm na espessura dacamada de espuma e da camada de emulsão, respectivamente, do fluido comodefinido na reivindicação 1 anexa.
Reivindicações dependentes 2 a 4 definem aspectos vantajososda presente invenção.
A presente invenção será descrita em mais detalhe no quesegue com referência aos desenhos anexos, onde:
A Figura 1 mostra um diagrama que ilustra uma relação típicade dosagem/efeito.
A Figura 2 mostra um diagrama de um tanque separador, comum diagrama associado que ilustra a composição das diversas camadas notanque.
A Figura 3 mostra um diagrama do método de acordo com apresente invenção,
A Figura 4 mostra uma configuração alternativa da soluçãomostrada na Figura 3, e
A Figura 5 mostra uma curva de dosagem típica do método deacordo com a presente invenção.
Até hoje tem sido comum utilizar somente sensores simples denível e de interface mais medidores de temperatura e pressão em separadores,por exemplo, separadores para separação de água de petróleo.
Contudo, nos últimos anos tornou-se mais comum instalar umou mais medidores de perfil de densidade, os quais, em adição à superfícieliquida e à interface óleo/água, também registram o perfil de densidadeatravés do separador. Isto proporciona informação qualitativa sobre as fasesintermediárias em um separador, tal como a fase espuma a fase emulsão (verFigura 2).Existem atualmente diversos princípios no mercado, que sãoutilizados em medidores comerciais de perfil de densidade:
Medidores que são baseados em radiação gama de diversosníveis (fontes e detectores).
Medidores que são baseados em medição de capacitância dediversos níveis.
Medidores que são baseados em medição de indução emdiversos níveis.
Em adição a medidores de perfil de densidade, medidores decorte de água, isto é, medidores que medem a quantidade de água no petróleoem um escoamento fluido de petróleo/água estão se tornando parte dainstrumentação padrão de separadores.
A idéia principal da invenção apresentada é controlar adosagem de produtos químicos, em particular agentes anti-formação deespuma e rompedores de emulsão, com base no efeito que eles têm naespessura da camada de espuma e na camada de emulsão, respectivamente, noseparador.
O efeito dos produtos químicos é genericamente dependentesda dosagem. A maior parte de produtos químicos têm uma dosagem ótimaque produz o efeito máximo em um ponto de utilização como mostrado naFigura 1. O eixo vertical na Figura 1 mostra a efetividade de um produtoquímico, enquanto o eixo horizontal mostra a dosagem. Como as Figurasmostram, ambas, superdosagem e subdosagem irão produzir um efeitoreduzido. Portanto, é importante dosar corretamente todo o tempo.
A Figura 2 mostra um exemplo diagramático de um separadorde gás/petróleo/água, no qual o conteúdo do separador pode ser do topo para ofundo: gás, espuma, petróleo, emulsão (de água e petróleo) e água. A direitado separador está um diagrama correspondente que ilustra a relação entrealtura e densidade, para as diversas camadas.O método de acordo com a presente invenção envolvecontrolar a dosagem de produtos químicos, em particular agentes anti-formação de espuma e rompedores de emulsão, com base no efeito que elestêm na espessura da camada de espuma e camada de emulsão,respectivamente, no separador. A Figura 3 mostra um diagrama do método,no qual a presente invenção é baseada. Gás/petróleo/água são supridos paraum tanque separador 1 a partir de um poço ou similar (não mostrado) atravésde uma linha de suprimento 2. Diversas camadas de gás, espuma, petróleo,emulsão e água são formadas no tanque. Um dispositivo de medição 3 registrao estado das diversas camadas, e emite um sinal para um dispositivo decontrole 4, o qual, por sua, vez controla bombas 5 e 6. Estas bombasbombeiam uma quantidade necessária de produto químico agente anti-formação de espuma ou rompedor de emulsão, a partir dos reservatório 7, 8para a linha de suprimento 2 através das linhas 9, 10, com base nos sinais apartir do dispositivo de controle 4.
Os critérios de controle para o método de acordo com apresente invenção podem, por exemplo, com base no que está mostrado naFigura 3, envolver:
- minimizar a espessura das camadas de espuma e emulsão,isto é, maximizar a separação possível no separador com base na adição deprodutos químicos, e
- atingir requisitos máximos para a espessura das camadas deespuma e emulsão no separador, isto é, minimizar a utilização de produtosquímicos com base na capacidade de separação do sistema de separação.
O método requer medição, utilizando o dispositivo de medição3, do perfil de densidade sobre a altura do separador, que mostra a espessuradas camadas de espuma e emulsão.
A Figura 4 mostra uma solução alternativa, na qual o medidorde corte de água 11 é arranjado na linha de saída 14 para medir a quantidadede água na fase petróleo separada, e um medidor de água em que petróleo 12é arranjado na linha de saída 15 para medir a concentração de petróleo na faseágua separada que escoa a partir do separador 1. Estas medições podem, comvantagem, ser introduzidas em algoritmos de ajustamento no dispositivo decontrole 4 para melhorar a precisão do método de controle.
Contudo, as dosagens reais requeridas para o produto químicoanti-formação de espuma ou rompedor de emulsão, variam de maneiracontínua com propriedades principais e parâmetros de processo tais como:
A interface química (interfaces gás/líquido e petróleo/água) éum resultado de todos os surfactantes no petróleo ou nas fases petróleo éágua. Produtos químicos auxiliares, tais como inibidores de depósitos,inibidores de hidrato, inibidores de cera e inibidores de corrosão, são todosmais ou menos tenso-ativos e mudanças em suas dosagem afetam acomposição química das interfaces gás/líquido e petróleo/água. Em adição, acomposição química também será afetada pelo corte de água e a relaçãogás/líquido no escoamento de processo (uma vez que a concentração deinterface é a quantidade de surfactante dividida pela área de interface nosistema. Outros parâmetros principais que afetam a química da interface sãopressão do sistema, temperatura do sistema, e composição do poço, uma vezque a composição do petróleo pode variar no reservatório.
A área de interface consiste das áreas de interface gás/líquido epetróleo/água, isto é, o total das superfícies de gota e bolha, respectivamente.
A área de interface da fase espuma é também determinada pela vazão, relaçãogás/líquido e a distribuição de dimensão de bolha. A área de interface para afase de emulsão é também determinada pela vazão, o corte de água e adistribuição de dimensão de gota.
As propriedades e parâmetros que determinam a dosagemrequerida para agentes anti-formação de espuma e rompedores de emulsão sãonumerosas e muito complicadas (muitas vezes impossível) de medir. Portanto,uma prática para ajustamento manual da dosagem foi estabelecidaanteriormente.
O método de dosagem proposto irá otimizar de forma contínuao efeito global de todos os parâmetros e as propriedades como descrito acima,e o método de acordo com a presente invenção irá, portanto, assegurardosagem perfeita todo o tempo.
A economia em produtos químicos ao utilizar o método deacordo com a presente invenção pode ser significativa, como sugerido naFigura 5, na qual o diagrama mostra dosagem em um processo de separaçãopetróleo/água durante um período de tempo. A linha tracejada mostra a adiçãode produtos químicos utilizando o método de ajustamento manual comumenteutilizado atualmente, enquanto a linha contínua mostra a dosagem para oprocesso correspondente utilizando o método de acordo com a presenteinvenção.
Claims (5)
1. Método para otimizar a utilização de produtos químicos, emparticular a utilização de agentes anti-formação de espuma e rompedores deemulsão, para fluido gás/petróleo/água em instalações de processamento depetróleo no fiindo do mar, na costa ou fora da costa, caracterizado pelo fato de:os produtos químicos serem utilizados com base no efeito queeles têm na espessura da camada de espuma e da camada de emulsão,respectivamente, do fluido.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de os produtos químicos serem um agente anti-formação de espuma e/ouum rompedor de emulsão.
3. Método de acordo com a reivindicações 1 e 2, no qual fluidoé suprido através de uma linha de suprimento (2) para um separador (1) e éseparado no separador (1), caracterizado pelo fato de:a medição das camadas de emulsão e espuma ser realizada porum dispositivo de medição (3) que emite sinais para um dispositivo decontrole (4) que controla a operação de bombas (5, 6) as quais, por sua vez,bombeiam todo o tempo a quantidade medida de produto químico para ofluido a ser separado.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de os produtos químicos serem adicionados na linha de suprimento (2).
5. Método de acordo com as reivindicações 3 e 4,caracterizado pelo fato de um medidor de corte de água (11) na linha de saída(14) medir a quantidade de água na fase petróleo separada, e um medidor depetróleo em água (12) na linha de saída (15) medir a concentração de petróleona fase água separada que escoa a partir do separador (1); estas mediçõessendo utilizadas nos algoritmos de ajustamento no dispositivo de controle (4)para melhorar a precisão do método de controle.
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