fabio.ressel-esc multifasico 02

05/09/2013

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Escoamento Multifásico

Universidade Federal do Espírito Santo Centro Universitário Norte Espírito Santo

Departamento de Engenharias e Tecnologia Engenharia de Petróleo

2013

Fabio de Assis Ressel Pereira

[email protected]

Fundamentos

Aplicações na indústria do petróleo

Escoamento multifásico em dutos

Flowline

Conecta os diversos equipamentos submarinos

(ANM, PLET, PLEM, etc)

Pode ser um duto flexível ou rígido e o comprimento se

limita há alguns quilômetros

Pipeline

Utilizado para a exportação de óleo ou gás

Composto de um duto rígido de parede simples ou

sanduíche com até centenas de quilômetros

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Fundamentos



Problemas de incrustação

Compostos presentes

no petróleo que causam

esse tipo de problema

operacional ?

Porque ?

Tempo de vida útil do

sistema ?

Fundamentos



Problemas de incrustação de parafina

Parafinas

São uma mistura de vários componentes de alto peso

molecular (C20+), solúveis no petróleo (quanto maior

o tamanho da cadeia, menor a solubilidade) que

precipitam principalmente em função das condições de

temperatura e pressão.

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Fundamentos




Comportamento da parafina

Perda de gás durante produção diminui solubilidade

Moléculas mais pesadas depositam antes

A quantidade de parafinas no óleo é um indicador do

potencial de deposição

A variedade de parafinas (diferentes pesos moleculares)

solúveis em um óleo implicam em deposições sob

diferentes condições e em locais variáveis.

Fundamentos




Deposição

“Plastificação”

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Fundamentos



Envelope de fases – T.I.A.C.

Fundamentos



Determinação da T.I.A.C.

• Viscosimetria

• Calorimetria (Differential Scanning Calorimeter)

• Microscopia

• Ressonância magnética (teor de sólidos)

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Fundamentos



T.I.A.C por microscopia óptica

Fundamentos



Prevenção / Remoção de depósito de parafina.

• Passagem de raspadores “pigs”

• Inibição química

• Remoção termo-química (SGN)

• Isolamento térmico

• Aquecimento elétrico

• Exposição magnética

• Introdução de bactérias

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Fundamentos




Passagem de raspadores “pigs”

PIG Instrumentado

www.bakerhughes.com

Fundamentos




Inibição química

Devem ser usados a temperaturas superiores à TIAC

Dependem do petróleo

Não há garantia de que se achará um produto químico

compatível

Podem reduzir a taxa de deposição mas raramente a eliminam

A dosagem pode ser alta (100-1000 ppm) tornando-os anti-

econômicos. Existe uma concentração ótima, acima da qual a

efetividade do produto é reduzida.

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Fundamentos




Remoção termo-química (SGN)

Fundamentos


Riser rígido isolado

Duto sanduíche



Isolamento térmico

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Fundamentos



Problemas de incrustação de hidratos

Hidratos

Hidratos (clatratos) de gás natural são compostos cristalinos

formados por água e gás natural e assemelham-se com o

gelo. São compostos de moléculas de água enclausurando

moléculas hóspedes de gás.

Fundamentos




Plug Escamas

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Fundamentos




“ Gelo

Inflamável ”

Fundamentos



Envelope de fases

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Fundamentos



Problemas de incrustação de hidrato

Comportamento do hidrato

Podem formar-se a temperaturas acima de 0 °C

Hidratos de gás de interesse para a indústria do petróleo

são compostos de: metano, etano, propano, isobutano,

normal-butano, nitrogênio

Hidratos podem se formar tanto em dutos transportando

gás, condensado ou óleo

Bloqueios de hidrato podem ocorrer muito rapidamente

Fundamentos



Prevenção / Remoção de depósito de hidrato

• Inibidor termodinâmico

• Inibidor cinético

• Isolamento térmico

• Aquecimento elétrico

• “Desumidificação”

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Fundamentos




Inibidor termodinâmico (álcoois e glicóis)

• Inibição permanente movendo o envelope de hidratos

• Servem para qualquer mistura de hidrocarbonetos

• Necessárias altas concentrações (até 50% em peso)

• Possível incompatibilidade química com outros

produtos injetados na linha

• Possível incompatibilidade química com o material das

linhas e umbilicais

Fundamentos




Inibidor cinético

• previnem a nucleação dos cristais

Aditivos anti-aglomerantes

• previnem a aglomeração dos cristais de hidrato,

habilitando-os a serem carregados no escoamento.

Inibidores de crescimento dos cristais

• atuam na superfície dos cristais

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Fundamentos


Riser rígido isolado

Duto sanduíche


Prevenção / Remoção de depósito de hidratos

Isolamento térmico

Fundamentos



Problemas de incrustação inorgânica e asfaltenos

Inorgânica

(scale)

Asfalteno

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Fundamentos



Desdobramento do efeito térmico no layout submarino


Petrobras – Roncador

5.000 psi (óleo & gás); 2.000 m profundidade

Fundamentos

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Por hoje é só pessoal !

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