Patente liquid oil

POLY ALPHAS DE VENEZUELA C.A. Km 7. Caretera el Furrial – Punta de Mata. Frente al Hato Nuevo Limon. Municipio

Cedeño. Edo Monagas. CP 6201-A. email: [email protected] , [email protected] . Telf: 04248582749

TITULO:

“METODO PARA LA OBTENCION DE UN REDUCTOR DE VISCOSIDAD PARA CRUDOS PESADOS Y

EXTRAPESADOS A PARTIR DE LA MEZCLA DIRECTA DE UN COMPUESTO DILUYENTE A BASE DE

DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2) COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25%), POLIALFAOLEFINA (PAO)

COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40%, MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28)”

RESUMEN:

La presente invención se refiere al diseño de un REDUCTOR DE VISCOSIDAD PARA CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS (LIQUID OIL), que se obtiene de la mezcla directa de tres productos químicos: DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2) COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25%), POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40%, MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28), el producto resultante es un Dispersante de Crudos de fortísimo espectro, obteniendo un Visco reductor de la familia de las ALFAOLEOFINAS sintéticas, una vez mezclados y homogenizados los tres compuestos y llegado a su punto de agregación molecular ( temperatura final de mezcla 35 c a 42 c) , este visco reductor (LIQUID OIL) se puede usar tanto en líneas de producción (múltiples de Pozos Petroleros) , o en sistemas de transporte (Oleoductos), en concentraciones máximas de 500 ppm, su extremado bajo costo de fabricación representa una alternativa rentable para el incremento de la producción en pozos petroleros que poseen crudos pesados extra pesados. Venezuela es uno de los países con mayores reservas de crudo pesado en el mundo y que cuenta con las tecnologías de mejoramiento de crudo más avanzadas que se consiguen en el mercado actualmente. En el presente trabajo se estarán describiendo los procesos de mejoramiento y los previos a estos, permitiendo definir en función de sus variables operacionales cuál de ellos es el candidato idóneo para ser aplicado en la faja Petrolífera del Orinoco, que permitan su adecuado desarrollo, implementando tecnologías que simplifiquen las operaciones de campo y generen menos pasivos ambiéntales

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ANTECEDENTES TECNICOS:

Una de las características de los crudos es la fluidez o viscosidad, representada también indirectamente por la densidad o gravedad específica (expresada internacionalmente mediante °API). En la escala °API, los crudos extra pesados caen en el rango (0,0 - 9,9) °API y los pesados en el rango (10-21,9) °API. Además, otras características de estos crudos, es que tienen un alto contenido porcentual de azufre. De igual manera pueden tener un apreciable contenido de sal y también contienen metales (níquel, vanadio y otros).Extraer el petróleo pesado y viscoso de los pozos es algo extremadamente problemático, ya que la fuerte presión desciende entre la base del tubo de producción y las bombas de presión de la boca del pozo y limita la producción. El uso de agentes reductores a base de calor o vapor, o de disolventes inflamables como nafta tiene inconvenientes significativos en términos de efectividad para petróleos húmedos y pesados, consumo de energía, inversión en infraestructura, seguridad y demanda de agua. Los crudos pesados que se obtienen de los campos de producción en lo generalmente se encuentran mezclados con agua, por lo que deben ser tratados para Deshidratarlos , desalarlo y diluirlo para asegurar su fluidez durante su transporte desde las facilidades de producción hasta los mejoradores de crudo. Una vez el crudo es deshidratado y desalado, se mezcla con diluente para reducir su viscosidad a niveles en que el crudo pueda ser almacenable y bombeable. En el mejorador, el crudo es tratado para aumentar su gravedad API en los niveles requeridos en los centros de refinación. Esto, mediante la reducción de su contenido de hidrocarburos pesados, que son mayormente convertidos en azufre elemental y coque de petróleo. Las tecnologías que normalmente se aplican para mejorar el crudo son procesos licenciados por empresas altamente especializadas y entre estas se encuentran las relacionadas con los procesos de fraccionamiento, hidroprocesos y conversión: Hidrotratamiento, Inyección de Diluente, Calentamiento de Crudo, Deshidratación.

Hidrotratamiento : Los procesos denominados de hidrotratamiento tienen como finalidad la eliminación de impurezas como azufre, nitrógeno, oxígeno, metales que acompaña n a las moléculas de hidrocarburo que componen el petróleo y son convertidos en sulfuros de hidrogeno y amoniaco. Estos tratamientos permiten eliminar problemas de "envenenamiento del catalizador" utilizado en otros procesos de refinación, se aumenta la calidad de los productos y se evita la contaminación atmosférica. Una vez extraídos los crudos pesados y extra pesados del yacimiento, se procede a inyectarles diluentes o suministrarle calor a través de hornos, con el fin de mejorar las características de dichos crudos, para su debido manejo y transporte hacia las estaciones de flujo y posteriormente a los respectivos mejoradores con la finalidad de transformar estos crudos en uno de mejor calidad para la venta y refinación (obtención de gasolina y productos derivados).





Proceso Costos Operativos Beneficios

Hidrotatamiento Infraestructura / Energía / Mantenimiento Reducción de Viscosidad

Costo estimado Instalación Planta Hidrotratamiento: 25.000.000 US$ Vida Útil: 10 anos. Nota: Cálculos basados en la producción de un campo petrolero de la Faja del Orinoco, para este fin se

tomo como base el campo de San diego de cabrutica (PetroCedeno)

Inyección de diluente: El método de dilución consiste en mezclar crudo pesado, extra pesado o bitúmenes con Hidrocarburos

medianos, livianos o con cortes de petróleo como kerosene o nafta, en una proporción tal, que permita

su movimiento a través de tuberías en condiciones económicamente aceptables: esto es: diluirlo hasta

conseguir una mezcla operacionalmente manejable desde el punto de vista de su fluidez.

La inyección puede ser a nivel de superficie, cuando las condiciones de movilidad del crudo en el pozo

no ameritan aplicar el esquema de inyección en el fondo. La inyección en superficie Mejora el transporte

de crudo en las líneas de producción, pero no mitigan las pérdidas por Fricción presentes en las amplias

secciones de tubería en los pozos, mientras que la inyección en el fondo minimiza las pérdidas de

presión por fricción en la tubería, incrementando la presión de entra da a la bomba mejorando la

producción.


Inyección de Diluente Infraestructura / Diluentes (Jet 01, Fuel oil, Gasolina, Nafta catalítica / Mantenimiento

Reducción de Viscosidad

Costo estimado Instalación Planta de Inyección de Diluente: 1.000.000 US$ Vida Útil: 20 anos. Costo Diluente anual: 6.000.000 US$ (Costo producción Venezuela) Nota: Cálculos basados en la producción de un campo petrolero de la Faja del Orinoco, para este fin se

tomo como base el campo de San diego de cabrutica, Edo Anzoátegui. Venezuela (PetroCedeno)





Proceso de calentamiento de crudo A nivel de superficie la temperatura del crudo disminuye causando el incremento de su viscosidad, el objetivo del calentamiento del crudo pesado es disminuirla y facilitar así su manipulación, evitando presiones excesivas en las líneas y bombas, disminuyendo los costos de transporte y almacenamiento del diluente. Este proceso puede ocurrir en las Estaciones Recolectoras, en los patios de tanques o en las estaciones de rebombeo, se realiza a través de calentadores que causan un incremento de temperatura sin que ocurra un cambio de fase.


Calentamiento de Crudo Infraestructura / Energía / Mantenimiento Reducción de Viscosidad

Costo estimado Instalación de Plantas Calentamiento de Crudo: 150.000 US$ / Kit Plantas Vida Útil: 10 anos. Costo Energía anual: 20.000 US$ / por set de Instalación (Costo producción Venezuela) Nota: Cálculos basados en la producción de un campo petrolero de la Faja del Orinoco, para este fin se

tomo como base el campo de San diego de Cabrutica, Edo Anzoátegui. Venezuela (PetroCedeno)

Deshidratación: Es el proceso mediante el cual se separa el agua asociada con el crudo, ya sea en forma emulsionada o libre, hasta lograr reducir su contenido a un porcentaje previamente especificado. Generalmente este porcentaje es menor al 1% de agua. Una vez que el crudo es producido se lleva a un múltiple de producción, El sistema está constituido por tuberías dispuesta en posición horizontal que recogen la producción de los diferentes pozos de un área a través de las cuales circula la mezcla gas -crudo- agua que pasará posteriormente a los separadores gas -líquido, donde se elimina el gas disuelto. Luego la emulsión pasa a un separador gravitacional para eliminar el agua libre y el crudo no emulsionado. La emulsión restante se lleva al sistema de tratamiento seleccionado para aplicación de calor y/o corriente eléctrica; con el fin de lograr una separación más efectiva entre el petróleo y el agua. Al avanzar por el sistema el crudo llega al patio tanque donde pasa inicialmente a un tanque de separación de petróleo y agua, conocido como tanque de lavado, y finalmente el crudo separado pasa al tanque de almacenamiento. El punto de química es a la salida del múltiple de producción.


Deshidratación Infraestructura / Energía / Mantenimiento Reducción de Viscosidad

Costo estimado Instalación de Planta Deshidratación de Crudo: 27.000.000 US$ Vida Útil: 15 anos.





Costo Energía anual: 20.000 US$ / por set de Instalación (Costo producción Venezuela) Nota: Cálculos basados en la producción de un campo petrolero de la Faja del Orinoco, para este fin se

tomo como base el campo de San diego de Cabrutica, Edo Anzoátegui. Venezuela (PetroCedeno)

Suramérica presenta Las mayores parte de las reservas de petróleo pesado y extrapesados del mundo, que son difíciles y costosos de producir y refinar. Por lo general, mientras más pesado o denso es el petróleo crudo, menor es su valor económico. Las fracciones de crudo más livianas y menos densas, derivadas del proceso de destilación simple, son las más valiosas. Los crudos pesados tienden a poseer mayores concentraciones de metales y otros elementos, lo que exige más esfuerzos para su mejoramiento y la disposición final de los residuos. Con la gran demanda y los altos precios del petróleo, y estando en declinación la producción de la mayoría de los yacimientos de petróleo convencionales, la atención de la industria en muchos lugares del mundo se está desplazando hacia la explotación y mejoramiento de crudos pesados y extrapesados. Si bien la densidad del crudo es importante para evaluar el valor de este recurso, estimar el rendimiento y los costos de refinación, la propiedad del fluido que más afecta a los procesos de mejoramiento es la viscosidad del crudo, cuando más viscoso es el crudo, más difícil resulta mejorarlo. No existe ninguna relación estándar entre densidad y viscosidad, pero los términos “pesado” y “viscoso” tienden a utilizarse en forma indistinta para describir los crudos pesados De todo lo antes expuesto surge la necesidad de evaluar los procesos de mejoramiento de crudo, creados a partir de la necesidad de desarrollar las reservas de hidrocarburos pesados y extra pesados. Todo esto hace que la refinación de estos crudos requiera métodos y tratamientos especiales para mejorar su calidad y obtener los resultados deseados de comercialización. Cabe destacar que los métodos de explotación de crudo pesado representan un verdadero reto para los productores de petróleo, sin embargo, mediante una nueva invención tecnológica, he desarrollado un reductor de viscosidad , REDUCTOR DE VISCOSIDAD PARA CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS A PARTIR DE LA MEZCLA DIRECTA DE UN COMPUESTO DILUYENTE A BASE DE DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2) COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25%), POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40%, MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28)”denominado: LIQUID OIL, la presente investigación demuestra la efectividad de nuestro producto contribuyendo para que los yacimientos de

petróleo pesado se conviertan en activos rentables.La experiencia en la producción de crudos pesados ha demostrado que la mayoría de sistemas de producción convencionales y los procesos durante el tratamiento de los crudos, son altamente ineficientes. La producción, el tratamiento, el almacenamiento y el transporte del crudo pesado a través de las tuberías de superficie y los oleoductos están asociados a severos problemas y a un incremento sustancial de los costos operativos.





La presente Invención demuestra de manera concreta la forma simple y directa de fabricar un Visco

Reductor con materiales de fácil acceso sin inmiscuir un proceso industrial complejo, lo cual representa

un avance en el campo del tratamiento químico post producción, para la elaboración de este producto

no es necesario la utilización de Reactores Químicos, ni equipos especializados, los componentes básicos

son abundantes en cualquier país a un costo extremadamente bajos.

DIBUJOS:

Fig. 1: Diagrama computarizado bajo la ley de Flujo Viscosidad absoluta o dinámica ( ) es

representada en concepto computarizado de espiral tangenciana, el crudo sin el Liquid Oíl

presenta un ángulo de fricción invertido al plano del crudo, mientras que con el Liquid Oíl, se

aprecia un decaimiento a un flujo laminar en los planos del crudo (dispersión), los valores

Computarizados para este cálculos fueron los siguientes:

Gravedad °API: (9°API Inicial - 21°API Final)

Temperatura de Prueba: 150° F

Viscosidad Inicial Crudo: 21.000 Centipoises / 6RPM Inicial





Concentración Inicial Reductor de Viscosidad: 150 ppm Liquid Oil.

Viscosidad Final: 850 Centipoises / 6 Rpm Final

Reducción Total: 95.95%

Viscosidad Plástica: (105 centipoises Inicial - 46 centipoises Final)

Punto Cedente: (238 Lbs/100 ft2 Inicial - 13 Lbs/100ft2 Final)

Figura.2: Diagrama de Tanque de mezcla Ideal





Es importante realizar un ben diseno del tanque de Mezcla de los productos, que una

aguitacion deficiente produciria una polimerizacion rapida y brusca, es importante la relacion

del rodete (Aspas de Agitacion) con relacion al radio del tanque en cuestion. Para el diseno

optimo del tanque de mezcla se debera contar los siguientes recursos:

1. Velocidad variable de mezcla entre 50 rpm y 150 rpm.

2. Longitud total del rodete (aspas) comprendidas entre 50% a 80% del diámetro interior

del Tanque.

PRUEBAS DE LABORATORIO (LIQUID OIL)

Figura.3: Coeficiente de Viscosidad





En estas pruebas Muestra gráficamente la relación un crudo de 9°API antes y después de la adición

REDUCTOR DE VISCOSIDAD PARA CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS A PARTIR DE LA MEZCLA

DIRECTA DE UN COMPUESTO DILUYENTE A BASE DE DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2)

COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25%), POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40%,

MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28)”denominado: LIQUID OIL. En esta prueba se

observa la dispersión total del crudo posterior a la aplicación de 250 ppm del producto Liquid

Oil.

DESCRIPCION DE LA INVENCION:

EL REDUCTOR DE VISCOSIDAD PARA CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS A PARTIR DE LA MEZCLA

DIRECTA DE UN COMPUESTO DILUYENTE A BASE DE DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2)

COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25%), POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40%,

MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28)” está compuesto por 3 elementos claves de una alta

sinergia final y de característica tenso activas únicas, el método de preparación es el siguiente:

concentraciones V/V : Disulfuro de Molibdeno (MoS2) a una concentración de trabajo del 15% al 65%,

Polialfaoleofinas (PAO) comprendidos entre 25% al 52%, estas resinas se solubilizan con una mezcla

homogénea de hidrocarburos (C10H20 a C14H28), la mezcla de estos tres elementos se realiza de la

siguiente manera:

1.-En un tanque de Acero inoxidable, con un agitador de 30 HP, de 250 RPM, adicionar 1000 Lts de

C10H20 a C14H28

2. -Adicionar 15 Kg de Disulfuro de Molibdeno (15% a 65%), agitar y homogenizar por 2 horas continuas,

hasta alcanzar una temperatura de mezcla de 45 C a 60 C.

3.-Adicionar 8 kg de Polialfaolefina (PAO) 25% a 52% y homogenizar por 2 horas hasta alcanzar una

temperatura final de mezcla de 38 C. a 42 C.

El resultado de la mezcla es un líquido Azul oscuro, Brillante, Disperso, de alta tenso actividad sobre

cadenas de hidrocarburos de alta gravedad API.





Solución de Problema de Viscosidad de Crudos pesados y Extra pesados:

El reductor de Viscosidad LIQUID OIL es un visco-reductor que al interactuar con las moléculas de

hidrocarburos reduce sus fuerzas interfaciales, incrementando la separación intermolecular. Al reducir la

viscosidad favorece el rompimiento de emulsiones debido al debilitamiento de las fuerzas que lo

estabilizan. dispersable en agua, reduce la temperatura mínima a la cual un líquido se comporta como

un fluido, y reduce su viscosidad. Es específicamente formulado para aportar una mejor bombeabilidad

y reducir la resistencia del flujo del petróleo crudo en operaciones de producción y de transporte por

tuberías, evitando un aumento de la resistencia del flujo y un eventual taponamiento de las tuberías y

líneas de flujo. Reduce hasta un 60 % la viscosidad inicial del fluido.

La formulación de EL REDUCTOR DE VISCOSIDAD PARA CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS A PARTIR DE LA MEZCLA DIRECTA DE UN COMPUESTO DILUYENTE A BASE DE DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2) COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25%), POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40%, MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28)”, es





PRUEBAS REOLOGICA (LIQUID OIL)

Pruebas reologicas realizadas con un equipo OFITE 800, a un crudo de 9°API, donde se determinaron

diferentes regímenes reologicos según Viscosidad plástica (contenidos de Sólidos) y Puntos Cedentes

del crudo virgen y con el REDUCTOR DE VISCOSIDAD PARA CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOS A

PARTIR DE LA MEZCLA DIRECTA DE UN COMPUESTO DILUYENTE A BASE DE DISULFURO DE

MOLIBDENO (MoS2) COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25%), POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO

ENTRE 25% A 40%, MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28)” denominado: LIQUID OIL





REINVIDICACIONES:

1.-Productor Químico compuesto a partir de la mezcla directa de DIRECTA DE UN COMPUESTO

DILUYENTE A BASE DE DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2) COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25% V/V(1),

POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40% V/V(2), MEZCLA DE HIDROCARBUROS

(C10H20 A C14H28)(3).

2.-Producto químico según Reivindicación 1, donde la concentración del producto Químico denominado:

DISULFURO DE MOLIBDENO (MoS2) COMPRENDIDO ENTRE 15% A 25% V/V(1), este producto puede

ser usado tanto en forma líquida, solida o en forma de gel en concentraciones de 15% V/V a 25% V/V.


POLIALFAOLEFINA (PAO) COMPRENDIDO ENTRE 25% A 40% V/V(2), este producto puede ser usado

tanto en forma líquida, solida o en forma de gel en concentraciones de 25% V/V a 40% V/V.


MEZCLA DE HIDROCARBUROS (C10H20 A C14H28)(3),este producto puede ser usado solo en forma

líquida, en variaciones de C10H20 a C14H28, siendo este producto el diluente y homogenizaste de la

mezcla final.

5.- Producto Químico resultante de las posibles mezcla y homogenización de los compuestos

mencionados en la reivindicación 1.

6.-Producto químicos según reivindicación 5, dicho uso puede estar comprendido entre Visco reductor

(reductor de Viscosidad), dispersarte de Crudos, dispersantes de asfáltenos, anti parafinico, y cualquier

otra aplicación referida a la dispersión de crudos de cualquier gravedad API.

7.-La mezcla y homogenización del producto puede implicar temperatura de hasta 120° C cuando se

trate de resinas semi-solidas como las descritas en las reivindicaciones 2 y 3.

8.-Procedimiento de mezcla descrito de la siguiente manera: En un tanque de Acero inoxidable, con un

agitador de 30 HP, de 250 RPM, adicionar( X ) Lts de C10H20 a C14H28, Adicionar (X) Kg de Disulfuro de

Molibdeno (15% a 65%), agitar y homogenizar por 2 horas continuas, hasta alcanzar una temperatura de

mezcla de 45° C a 60° C, Adicionar (X) kg de Polialfaolefina (PAO) 25% a 52% y homogenizar por 2 horas

hasta alcanzar una temperatura final de mezcla de 38° C. a 42° C, resultado de la mezcla es un líquido

Azul oscuro, Brillante, Disperso, de alta tenso actividad sobre cadenas de hidrocarburos de alta gravedad

API.



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