Metodología Propuesta.docx

Metodología propuesta La fase I consta de dos partes: (a) una búsqueda bibliográfica de líquidos base y geles y (b) modelado matemático del movimiento en estado estable del tren de deshidratación para establecer las propiedades de fluido necesarias Fase Il; donde se realizan una serie de pruebas de pequeña escala para detectar geles en función de los diversos criterios. la Mezcla de campo a gran escala y el rendimiento a corto plazo y las pruebas relacionadas se llevan a cabo en la Fase III. La Fase IV final implica la evaluación del rendimiento a largo plazo de un número limitado de geles (principalmente debido a consideraciones de costo.) Los detalles de las diversas fases se describen a continuación con la ayuda de las aplicaciones de tuberías de Zeepipe. Fase I: búsqueda bibliográfica de líquidos base y geles usados en el pasado o que podrían usarse para aplicaciones de tuberías. Se identificaron sistemas de gel preparados a partir de fluidos base diferentes. (agua, metanol, hidrocarburos, aceites ecológicos, etilenglicol, etc.) Sistemas de gel a base de agua: los polímeros base investigados fueron derivados de goma guar, derivados de celulosa, gomas de xantano y polímeros de poliacrilamida sintética, se pueden usar reticuladores (“crosslinkers”) en varios sistemas de gel. Metanol, hidrocarburos y otros sistemas de gel: Polímero base: hidroxipropilcelulosa. Modelo matemático: Se desarrollaron para modelar el estado estacionario y los compartimientos transitorios del tren de deshidratación. Modelo de pigs: La fuerza radial ejercida por sellos de los pigs en la pared de la tubería (causada por la interferencia) se calculó tratando el sello como un cuerpo elástico, se utilizó un factor de fricción (determinado empíricamente) para calcular la fuerza axial, dando lugar a la caída de la presión. Modelo de compartimiento de fluidos: dado que tanto los fluidos newtonianos, como los no newtonianos se usan en un tren de deshidratación, se utilizaron los modelos de estado estables para los dos tipos de fluido, los compartimientos de metanol se modelaron en régimen de flujo turbulento, y los geles no newtonianos se caracterizaron por un modelo de ley de potencia en un régimen de flujo laminar consistente con las condiciones de operación en la tubería. Las propiedades reológicas de los fluidos en los diversos compartimientos se variaron debido al efecto de la dilución de la derivación del fluido. Modelado de Bypass fluido: Consta de dos componentes, el primero representa el flujo de fluido a través de un espacio estrecho (mm de ancho formado por un sello de pig y una soldadura longitudinal), el valor de la brecha efectiva se determinó a partir de pruebas a escala en laboratorio, se tuvo en cuenta el efecto de la velocidad del pig en forma de una condición límite, se modeló en el régimen laminar tanto para los fluidos newtonianos como para los no newtonianos.

Fase II: Pruebas de mezcla a pequeña escala con agua o metanol utilizado como un fluido base, se prepararon una variedad de geles reticulados y no reticulados, durante la preparación frecuentemente implicaba ajustar el nivel de PH para que el polímero se hidratara, posteriormente se ajusta el PH para controlar las propiedades de reticulación y el PH final del fluido. Para prevenir la degradación bacteriana, generalmente se agrega un biocida a base de glutaraldehído a los geles a base de agua. Pruebas de reología: la reologia de fluidos a base de ahua y metanol no reticulados se determinó utilizando un viscocímetro Chan Modelo 5. Para determinar la reologia de los fluidos reticulados se usó un reómetro de tubo simple. Pruebas de estabilidad relativa al corte: se realizaron en el lazo de la manguera. La bomba perisáltica hizo ciruclar el gel a traves del lazo de la manguera a una velocidad constante de 8s. La caída de presión sobre 2 m de la manguerase controló en un manómetro. El tiempo de prueba depende del rendimiento del sistema de gel. Para geles con poca estabilidad al cizallamiento, las pruebas se suspendieron en 8 horas, para geles con buena estabilidad al cizallamiento, las pruebas continuaron hasta un máximo de 10 días, después de éste periodo de prueba, el gel se combinó y su viscocidad se comparó con la del mismo gel que se almacenó en condiciones estáticas. Pruebas de dilución: Los geles de agua reticulados y no reticulados se diluyeron con agua del Mar del Norte en varias proporciones utilizando un mezclador waring, los geles de metanol se diluyeron con metanol. Estas diluciones se prepararon para determinar el efecto de bypass hacia atrás del agua del mar del Norte y el metanol, respectivamente. Tasa de secado relativa y pruebas de contenido de sólidos: En condiciones ambientales, la velocidad del secado relativa de los fluidos de metanol gelificados se comparó con la del metanol controlando el peso residual en 10 gramos de fluido en un plato de 50cm cúbicos de superficie. Después de la evaporación completa del metanol, las muestras se colocaron un desecador para eliminar el agua que el polímero podría haber retenido en condiciones de humedad ambiental. Después de reaccionar el peso constante, se calculó el contenido de sólidos residuales. Pruebas de lubricidad: Uno de los requisitos para el sistema de gel era proporcionar lubricación para los sellos de cerdos mecánicos para minimizar el desgaste. Se usó un medidor de lubricidad Baroid para medir las características de lubricación de los diversos fluidos (gel a base de agua, metanol y gel a base de metano en relación con el agua). Un medidor analógico en el probador de lubricidad mide el arrastre entre un anillo de metal giratorio y un bloque de fricción mientras se aplica una fuerza radial constante a una velocidad constante determinada. Después de calibrar el instrumento con agua desmineralizada, se puede determinar el arrastre de otros fluidos. La fricción para un fluido dado se expresó como un porcentaje en relación con el valor del agua desmineralizada. Revisión ambiental: Evaluar los productos químicos que se utilizarán en el agua y los geles a base de metanol, para determinar si se pueden anticipar los problemas de descarga o eliminación.

Fase III: La configuración desarrollada para las pruebas de reología también se usó para realizar pruebas a gran escala para evaluar la capacidad de mezcla en campos de los sistemas de gel seleccionados de las dos primeras fases. Se compone de tres secciones de tubo de ensayo, un tanque de mezclado, dos bombas de desplazamiento positivo accionadas eléctricamente. La instrumentación consistía en transductores de presión diferencial, caudalímetros magnéticos y de masa; y los sensores de temperatura, presión y PH ubicados en varios puntos del sistema. Se adquirieron los datos en una computadora personal con las tarjetas de interfaz, y el software necesario. Las líneas de conexión a la entrada de las secciones de prueba se usaron para permitir que el fluido se equilibrara y no se vieron afectados mucho por la cizalla impartida en las bombas. Pruebas de reología a corto plazo: el equipo descrito anteriormente se usó para realizar pruebas a corto plazo (2 a 4 horas) en geles. Para los geles base, se realizaron exploraciones directas en el caudal para generar los datos de reología. Pruebas llevadas a temperatura ambiente 3.2 Objetivo general 3.3 objetivos específicos y metodología La fase I consta de dos partes: (a) una búsqueda bibliográfica de líquidos base y geles y (b) modelado matemático del movimiento en estado estable del tren de deshidratación para establecer las propiedades de fluido necesarias Fase Il; donde se realizan una serie de pruebas de pequeña escala para detectar geles en función de los diversos criterios. la Mezcla de campo a gran escala y el rendimiento a corto plazo y las pruebas relacionadas se llevan a cabo en la Fase III. La Fase IV final implica la evaluación del rendimiento a largo plazo de un número limitado de geles (principalmente debido a consideraciones de costo.) Los detalles de las diversas fases se describen a continuación con la ayuda de las aplicaciones de tuberías de Zeepipe. Objetivos Búsqueda bibliográfica de líquidos base y geles

Metodología propuesta Buscar todo tipo de información necesaria en bibliotecas, bases de datos de petroleras, e investigaciones realizadas con anterioridad. Establecer Modelado matemático del Se desarrollaron modelos matemáticos para movimiento en estado estable del tren de modelar el estado estacionario y los deshidratación para establecer las propiedades compartimientos transitorios del tren de del fluido necesarias. deshidratación. Modelado de pigs, calcular la fuerza radial ejercida por sellos de los pigs en la pared de la tubería. Dado que tanto los fluidos newtonianos, como los no newtonianos se usan en un tren de deshidratación, se utilizaron los modelos de estado estables para ambos, los compartimientos de metanol se modelaron en régimen de flujo turbulento, y los geles no

newtonianos se caracterizaron por un modelo de ley de potencia en un régimen de flujo laminar con las condiciones de operación en la tubería. Las propiedades reológicas de los fluidos en los diversos compartimientos se variaron debido al efecto de la dilución de la derivación del fluido. Realizar una serie de pruebas de pequeña se prepararon una variedad de geles escala para detectar geles en función de los reticulados y no reticulados, durante la diversos criterios. preparación frecuentemente implicaba ajustar el nivel de PH para que el polímero se hidratara, posteriormente se ajusta el PH para controlar las propiedades de reticulación y el PH final del fluido. Para prevenir la degradación bacteriana, generalmente se agrega un biocida a base de glutaraldehído a los geles a base de agua. Se aplicaron pruebas de reología, de estabilidad relativa al corte, de dilución, de secado relativa, de contenido de sólidos, de lubricidad y revisiones ambientales. Mezcla de campo a gran escala y el rendimiento La configuración desarrollada para las pruebas a corto plazo y las pruebas relacionadas. de reología también se usó para realizar pruebas a gran escala para evaluar la capacidad de mezcla en campos de los sistemas de gel seleccionados de las dos primeras fases. Se adquirieron los datos en una computadora personal con las tarjetas de interfaz, y el software necesario. Se hizo uso de un equipo para realizar pruebas a corto plazo (2 a 4 horas) en geles. Para los geles base, se realizaron exploraciones directas en el caudal para generar los datos de reología, las pruebas fueron llevadas a temperatura ambiente.