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PRUEBA PILOTO PARA LA IDENTIFICACION Y TRATAMIENTO DE EMULSIONES
NEILA TATIANA ALARCON OLAYA CD: 20121107907DANIELA MAOZCA CRUZ CD: 20121108154OLMER ANDRS MORALES MORA CD: 20121108436
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA
FACULTAD DE INGENIERAPROGRAMA DE PETRLEOS
CRUDOS Y DERIVADOSNEIVA2014
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CONTENIDO
Pg.
Introduccin.4
Objetivos..5
i. General.5 ii. Especfico.5
Marco terico...6
Procedimiento....12
Muestra de clculos..15
Resultados.17
i. Prueba de relacin17 ii. Prueba de eliminacin..19
iii. Prueba de confirmacin ..20
Cuestionario 22
Anlisis de resultados26
Conclusiones.. 27
Bibliografa. 28
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LISTA DE FIGURAS, GRA FICAS Y TABLAS
Pgina.
Figura 1. Esquema de los factores fsico-qumicos relacionados con lasinteracciones entre dos gotas de fase dispersa de una emulsin w/o.9
Figura 2. Esquema de las fuerzas de corte y diltacional relacionadascon las mediciones de la viscosidad correspondientes en una interfaseagua-aceite .10
Figura 3.Prueba de botella.23
Figura 4.Representacin esquemtica de una estacin de flujo para
deshidratar crudo .23
Grfica 1.Comportamiento del desemulsificante 5 para el tratamiento deemulsin del crudo preparado.21
Tabla 1.Volumen separado en la prueba de relacin dependiendode la concentracin aadida..17
Tabla 2.Observaciones en la prueba de relacin, durante cada toma de datos .18
Tabla 3.Volumen separado en la prueba de eliminacin dependiendodel desemulsificante aadido19
Tabla 4.Observaciones en la prueba de eliminacin, durante cada tomade datos ... 19
Tabla 5. Volumen separado en la prueba de confirmacin dependiendodel desemulsificante aadido y la concentracin..20
Tabla 6.Observaciones en la prueba de confirmacin, durante cada tomade datos...20
Tabla 7.Informacin del desemulsificante escogido para el tratamiento deemulsiones del crudo analizado... ....21
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PRACTICA #4 PRUEBA PILOTO PARA LA IDENTIFICACION Y TRATAMIENTO DEEMULSIONES
INTRODUCCIN
Esta prueba se utiliza para identificar el rompedor y la concentracin adecuada para laseparacin efectiva de agua emulsionada en el crudo, de esta manera adecuarlo para
el transporte a refinera, este proceso es necesario debido a que el agua representagrandes problemas en la industria y disminuye la calidad del crudo.
El tratamiento a utilizar se basa en tres pruebas consecutivas, primero se realiza laprueba de relacin, para conocer la concentracin ms efectiva de rompedor,posteriormente se lleva a cabo la prueba de eliminacin, en la cual se utiliza cincorompedores en la concentracin escogida anteriormente para de esta manera escogerlos dos ms adecuados para el tratamiento de ste, finalmente se procede con laprueba de confirmacin, eliminando toda duda de cul es el mejor desemulsificantepara el crudo.
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OBJETIVOS
Objetivo General:
- Hallar la concentracin y el desemulsificante ms apropiado para laseparacin de agua en el crudo por medio de una prueba piloto.
Objetivos especficos:
- Reconocer la importancia en la industria de utilizar el desemulsificante msapropiado.
- Observar los resultados obtenidos de las diferentes concentraciones dedesemulsificante.
- Utilizar de manera adecuada los instrumentos necesarios para cada prueba.
- Reconocer las tres pruebas que se deben llevar a cabo para el adecuadotratamiento de emulsiones.
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MARCO TERICO
Dnde y cmo se producen las emulsiones agua en petrleo?
El agua y el aceite son esencialmente inmiscibles, por lo tanto, estos dos lquidoscoexisten como dos lquidos distintos. La frase aceite y agua no se mezclan expresa
la mutua insolubilidad de muchos hidrocarburos lquidos con el agua. Las solubilidadesde hidrocarburos son bajas, pero varan desde 0,0022 ppm para el tetradecano hasta1.760 ppm para el benceno en agua. La presencia de dobles enlace carbono-carbono(por ejemplo alquenos y aromticos) incrementan la solubilidad del agua. El agua estlejos de ser soluble en hidrocarburos saturados (por ejemplo: parafinas o alcanos) y su
solubilidad disminuye con el incremento del peso molecular de los hidrocarburos.
Durante las operaciones de extraccin del petrleo, la mezcla bifsica de petrleo crudoy agua de formacin se desplazan en el medio poroso a una velocidad del orden de 1pie/da, lo que es insuficiente para que se forme una emulsin. Sin embargo, al pasarpor todo el aparataje de produccin durante el levantamiento y el transporte ensuperficie (bombas, vlvulas, codos, restricciones, etc.) se produce la agitacinsuficiente para que el agua se disperse en el petrleo en forma de emulsin W/Oestabilizada por las especies de actividad interfacial presentes en el crudo. Lasemulsiones formadas son macro-emulsiones W/O con dimetro de gota entre 0,1 a 100
m.
Existen tres requisitos esenciales para formar una emulsin:
Dos lquidos inmiscibles, como el agua y el aceite.
Suficiente agitacin para dispersar uno de los lquidos en pequeas gotas en el otro.
Un agente emulsionante para estabilizar las gotas dispersas en la fase continua.
En los pozos que se producen por levantamiento con gas (Gas-lift), la emulsionacin es
causada principalmente en dos lugares: En el punto donde el gas lift es introducido yen la cabeza del pozo. Cuando se utiliza un proceso intermitente, la emulsingeneralmente es creada en la cabeza del pozo o en el equipo en superficie. Para elproceso continuo, la mayor parte de la emulsin es formada en fondo de pozo, en elpunto de inyeccin de gas.
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En los campos petroleros las emulsiones de agua en aceite (W/O) son llamadasemulsiones directas, mientras que las emulsiones de aceite en agua (O/W) sonllamadas emulsiones inversas. Esta clasificacin simple no siempre es adecuada, yaque emulsiones mltiples o complejas (o/W/O w/O/W) pueden tambin ocurrir.
Adems, esta clasificacin es muy particular de la industria petrolera, ya que en generallas emulsiones O/W son denominadas emulsiones normales y las W/O son las inversas.
En las emulsiones directas, la fase acuosa dispersa se refiere generalmente como aguay sedimento (A&S) y la fase continua es petrleo crudo. El A&S es principalmente aguasalina; sin embargo, slidos tales como arena, lodos, carbonatos, productos decorrosin y slidos precipitados o disueltos se encuentran tambin presentes, por lo que
A&S tambin es llamada Agua y Sedimento Bsico (A&SB).
Otra terminologa en la industria petrolera es clasificar las emulsiones directas
producidas como duras y suaves. Por definicin una emulsin dura es muy estable ydifcil de romper, principalmente porque las gotas dispersas son muy pequeas. Porotro lado, una emulsin suave o dispersin es inestable y fcil de romper. En otraspalabras, cuando un gran nmero de gotas de agua de gran dimetro estn presentes,ellas a menudo se separan fcilmente por la fuerza gravitacional. El agua que se separaen menos de cinco minutos es llamada agua libre.
La cantidad de agua remanente emulsionada vara ampliamente desde 1 a 60 % envolumen. En los crudos medianos y livianos (>20 API) las emulsiones contienentpicamente de 5 a 20 % volumen de agua, mientras que en los crudos pesados y
extrapesados (
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A partir de las mediciones de tensin interfacial (IFT) se puede concluir que es lafraccin de la resina que tiene la ms alta afinidad por la interfase. Las resinas puedenreducir el IFT a los valores cerca de 15 mN/m. Mientras que los asfaltenos la reducenen 25 mN/m como valor lmite. El valor para el petrleo crudo es del orden de 30 mN/m,
lo cual revela que hay otros componentes indgenas que influencian el IFT adems delas resinas y asfaltenos.
b) Relacin de volumen de fases:
Incrementando el volumen de la fase dispersa se incrementa el nmero de gotas y/otamao de gota y el rea interfacial. La distancia de separacin se reduce y estoaumenta la probabilidad de colisin de las gotas. Todos estos factores reducen laestabilidad de la emulsin.
c) pH:
La adicin de cidos o bases inorgnicos cambia radicalmente la formacin depelculas de asfaltenos y resinas que estabilizan las emulsiones agua-aceite. Ajustandoel pH se puede minimizar la rigidez de la pelcula que estabiliza la emulsin y aumentarla tensin superficial.
La estabilizacin de la tensin interfacial depende del pH de la fase acuosa, por lo cualla adsorcin en la interfase presenta una histresis que indica que las diferentesmolculas emulsionantes (surfactantes naturales que contienen grupos cidos y bases)poseen cinticas de equilibracin muy diferentes.
d) Presencia de cationes:
Los cationes divalentes como calcio y magnesio tienen tendencia a producir unacompactacin de las pelculas adsorbidas, probablemente por efecto de pantallaelectrosttica de un lado, y por otro, la precipitacin de sales insolubles en la interfase.
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e) Propiedades reolgicas interfaciales:
Generalmente, cuando una interfase con molculas de surfactantes adsorbidas se
estira o dilata se generan gradientes de tensin. Los gradientes de tensin se oponen alestiramiento e intentan restaurar la uniformidad de la tensin interfacial. Comoconsecuencia, la interfase presenta una cierta elasticidad. ste es el efecto llamadoGibbs-Marangoni. En la figura 1 se muestra los factores fsico-qumicos relacionadoscon las interacciones entre dos gotas de fase dispersa.
Figura 1. Esquema de los factores fsico-qumicos relacionados con las interacciones
entre dos gotas de fase dispersa de una emulsin w/o.
Para una interfase Newtoniana las propiedades reolgicas que determinan elmovimiento interfacial son la viscosidad de cillazamiento interfacial s, la viscosidad
dilatacional interfacial d y el gradiente de tensin interfacial. s describe la resistenciade la interfase a cambiar de forma en un elemento diferencial de la interfase, el rea semantiene constante y se mide la resistencia de la pelcula.
La viscosidad d, al igual que la elasticidad interfacial dilatacional d, se mide slo por
la dilatacin-compresin de la pelcula sin aplicar cillazamiento. Estas propiedadesdescriben la resistencia de la superficie a los cambios en el rea interfacial. En la figura2 se muestra esquemticamente las fuerzas de cizalla y dilatacional sobre la interfase,las cuales determinan la viscosidad de cizallamiento y la dilatacional, respectivamente.
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Figura 2. Esquema de lasfuerzas de corte y diltacionalrelacionadas con lasmediciones de la viscosidadcorrespondientes en unainterfase agua-aceite.
Cmo prevenir la formacin de la emulsin agua en petrleo?
Las emulsiones se forman en el aparataje de produccin del pozo y en las instalacionesde superficie debido al cizallamiento, por lo que es recomendable eliminar la turbulenciay remover el agua del aceite lo ms pronto posible. Algunos recomiendan inyectar elsurfactante a fondo de pozo para prevenir la formacin de la emulsin. Lasrecomendaciones anteriores no siempre son posibles lograrlas, por lo que en muchoscasos es necesario prepararse para el rompimiento de la emulsin inevitablementeformada.
La mejor forma de deshidratar es evitar que se produzca la emulsin o por lo menos
reducir al mximo las condiciones que favorezcan la emulsionacin, a saber laproduccin conjunta de varios fluidos y la agitacin (Salager 1987 a).
En pozos fluyentes, una agitacin considerable es generalmente causada por el gasdisuelto saliendo de la solucin (el gas se desorbe) conforme decrece la presin. Estegas tambin causa turbulencia cuando fluye junto con la mezcla difsica agua-aceite atravs de accesorios y restricciones en la tubera de produccin; pasa por supuesto lomismo cuando se utiliza el levantamiento con gas. Esta turbulencia puede ser reducida,pero no eliminada, instalando un estrangulador de fondo. Este estrangulador reduce laestabilidad de la emulsin por las siguientes causas:
a) Hay menos presin diferencial.
b) La temperatura de fondo de pozo es considerablemente ms alta que la temperaturaen la superficie.
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c) Hay flujo laminar para una gran distancia corriente abajo del estrangulador de fondo ypor lo tanto, menos turbulencia.
Actualmente, el 90 % de las tcnicas utilizadas para la extraccin de petrleo crudo
generan o agravan los problemas de emulsionacin. Los qumicos usados en lasfracturas de la formacin, estimulaciones de pozos, inhibicin de corrosin, etc.,frecuentemente causan problemas de emulsionacin muy severos, por lo que existentambin mtodos para romperlas, tales como el calentamiento, aditivos qumicos,tratamiento elctrico y asentamiento.
En los casos de bajo contenido de agua (< 10%) resulta ventajoso aadir agua enfondo de pozo antes que se produzca la emulsin porque as la emulsin formada sermenos estable (el tamao de gotas aumenta y se favorece la coalescencia).
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PROCEDIMIENTO
Para realizar el procedimiento se van a tener en cuenta tres pruebas, relacin,eliminacin y confirmacin.
Relacin:
Llenar seis zanahorias de 100 mL con el crudo a analizar y agite. Enumerar las zanahorias y adicionar el rompedor Rx en las distintas
relaciones (0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5) mL teniendo en cuenta de dejar unamuestra sin desemulsificante, la cual se denomina blanco y se utiliza
para comparar con las dems muestras durante la prueba. Tapar y agitar cada una Llevarlas al bao de temperatura durante 20 minutos a 60C. Centrifugar a 1500 RPM durante 15 minutos. Leer el volumen separado de la emulsin, observar la claridad del agua
separada y la interfase. Agregar dos gotas de desemulsificante y centrifugar durante diez minutos
a 1500 RPM. Leer el volumen separado de la emulsin, observar la claridad del agua
separada y la interfase.
Agregar dos gotas de desemulsificante y centrifugar durante diez minutosa 1500 RPM.
Observar si las dos lecturas obtenidas de volumen separado coinciden. Escoger la relacin de desemulsificante que realizo la mejor separacin de
agua en cuanto a claridad, interfase y volumen. Desechar el contenido de cada zanahoria en el lugar respectivo, lavar con
gasolina y secar.
Eliminacin.
Llenar seis zanahorias hasta 100mL con crudo y de acuerdo a laconcentracin escogida agregar los cinco rompedores disponibles en el
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laboratorio, adicionando uno diferente en cada zanahoria dejando unblanco como referencia.
Llevar a bao de temperatura durante 20 minutos a 60 C. Centrifugar a 1500 RPM durante 15 minutos.
Leer el volumen separado de la emulsin, observar la claridad del aguaseparada y la interfase.
Agregar dos gotas de desemulsificante respectivo a cada zanahoria ycentrifugar durante diez minutos a 1500 RPM.
Leer el volumen separado de la emulsin, observar la claridad del aguaseparada y la interfase.
Agregar dos gotas de desemulsificante respectivo a cada zanahoria ycentrifugar durante diez minutos a 1500 RPM.
Observar si las dos lecturas obtenidas de volumen separado coinciden. Escoger los dos desemulsificantes que realizaron la mejor separacin de
agua en cuanto a claridad, interfase y volumen. Desechar el contenido de cada zanahoria en el lugar respectivo, lavar con
gasolina y secar.
Confirmacin.
Llenar cuatro zanahorias de 100mL con crudo y adicionar los dos
rompedores escogidos anteriormente en concentraciones +0.1 y -0.1 dela relacin escogida.
Llevar a bao de temperatura durante 20 minutos a 60 C. Centrifugar a 1500 RPM durante 15 minutos. Leer el volumen separado de la emulsin, observar la claridad del agua
separada y la interfase. Agregar dos gotas de desemulsificante respectivo a cada zanahoria y
centrifugar durante diez minutos a 1500 RPM. Leer el volumen separado de la emulsin, observar la claridad del agua
separada y la interfase. Agregar dos gotas de desemulsificante respectivo a cada zanahoria y
centrifugar durante diez minutos a 1500 RPM. Observar si las dos lecturas obtenidas de volumen separado coinciden. Comprobar si la concentracin de cada desemulsificante escogida
anteriormente es la ms adecuada.
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Desechar el contenido de cada zanahoria en el lugar respectivo, lavar congasolina y secar.
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MUESTRA DE CLCULOS
Calculo de la cantidad de volumen a agregar de desemulsificante de acuerdo a laconcentracin en ppm deseada:
El porcentaje en volumen (V/V) implica una relacin de dos medidas de volumen(mililitros a Litros, o Litros a Hectolitros, etc.)
Por lo tanto, 500 ppm significan 500 L (equivalentes a 0.500 mL) por cada Litro desolucin, que traducido a % resulta en:
500 ppm (V/V) = (
) x 100% = 0.5 % (V/V)
Entonces si se tiene 100
mL de muestra crudo, se agregaran 0,5 mL de desemulsificante para cumplir con laconcentracin de 500 ppm.
Reporte de Resultados:
Cuando se finaliza el tratamiento de emulsiones es necesario reportar lo obtenido del
mejor desemulsificante como: separacin del crudo en porcentaje de volumen,separacin del agua dada en porcentaje en volumen, contenido de agua en la partesuperior, y contenido de agua en la parte inferior.
Desemulsificante 5, concentracin 500 ppm, 0,5 mL
- Separacin del crudo dado en porcentaje de volumen:
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- Separacin del agua dada en porcentaje en volumen:
- Contenido de agua en la parte superior:
- Contenido de agua en la parte inferior:
Esta muestra de clculos, se realiz exclusivamente con el objeto de ensear cmo sedebe dar los reportes en el tratamiento de emulsiones.
Se debe de tener en cuenta, que los valores expuestos de contenido de agua, hacenreferencia a la cantidad de agua y sedimentos que arrojaron durante la prueba; por lotanto en esta prueba se asume el contenido de agua separada es igual al BSWobtenido en cada prueba.
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TABLA DE RESULTADOS
Convenciones:
Para un mejor manejo de la tabla se denominaron los procesos que se hicieron conletras:
A= Lectura obtenida luego del calentamiento respectivo
B= Lectura obtenida luego de centrifugar por primera vez
C= Lectura obtenida luego de agregar rpidamente las 2 gotas de desemulsificante ycentrifugar
D= Lectura obtenida para comparar la anterior, agregando dos gotas y centrifugando(coincidan dos valores consecutivos)
Prueba de relacin:
# Zanahoria Cantidad deRx adicionado
BSW separado (mL)
ppm mL A B C D
1 0 0 - 1,4 1,4 1,42 100 0,1 - 1,6 1,8 1,83 200 0,2 - 1,8 2 24 300 0,3 0,0025 2 1,9 1,95 400 0,4 0,15 3,5 3,7 3,76 500 0,5 0,5 5,6 6,5 6,5Tabla 1.Volumen separado en la prueba de relacin dependiendo de la concentracinaadida.
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#Zanahoria
Observaciones
A B C D
1No hayseparacin
Agua turbia,interfaseindefinida,28,6 mL deemulsinturbia
Agua turbia,interfaseindefinida,28,2 mL deemulsin
Agua turbia,interfaseindefinida,28,2 mL deemulsin
2No hayseparacin
Agua turbia,interfaseindefinida
Agua turbia,interfaseindefinida.27,2 mLemulsin
definida
Agua turbia,interfaseindefinida.27,2 mLemulsin
definida
3
Se ven gotasemulsionadasen la muestra,pero no hayseparacin
Agua turbia,interfaseindefinida
Agua turbia,interfaseindefinida. 25mL deemulsindefinida
Agua turbia,interfaseindefinida. 25mL deemulsindefinida
4
El aguaseparada esturbia,interfaseindefinida
Agua turbia,interfaseindefinida.26 mL deemulsin
Agua clara,interfasedefinida. 26,2mL de
emulsindefinida
Agua clara,interfasedefinida. 26,2mL de
emulsindefinida
5
Agua clara,vemos crudopegado a lasparedes (noemulsificado)
Agua clara,interfaseindefinida,24,5 mL deemulsin
Agua turbia,interfaseindefinida. 22mL deemulsindefinida
Agua turbia,interfaseindefinida. 22mL deemulsindefinida
6
Agua clara,
interfaseindefinida
Agua turbia,interfasemedio
definida, 23,4mL deemulsin
Agua turbia,interfaseindefinida.
21,5 mLemulsindefinida
Agua turbia,interfaseindefinida.
21,5 mLemulsindefinida
Tabla 2. Observaciones en la prueba de relacin, durante cada toma de datos.
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Prueba de eliminacin:
Rompedor a utilizar500 ppm (0,5 mL)
BSW separado (mL)
A B C
1 7 23 232 11 23 234 7 20 205 15 24 246 17 24 24
Tabla 3. Volumen separado en la prueba de eliminacin dependiendo deldesemulsificante aadido.
Rompedorutilizado500 ppm(0,5 mL)
Observaciones
A B C
1Agua turbia, interfase
definida
Agua clara,
interfase definida
Agua clara,
interfase definida2
Agua turbia, interfasedefinida
Agua clara,interfase definida
Agua clara,interfase definida
4Agua turbia, interfaseindefinida
Agua clara,interfase biendefinida
Agua sper clara,interfase biendefinida
5Agua turbia, interfasedefinida, emulsin decrudo en agua
Agua clara,Interfase definida
Agua clara,interfase definida
6
Agua turbia, interfase
definida
Agua blanco
lechoso, interfasedefinida
Agua blancolechoso, menos
clara que antes.Interfase definida
Tabla 4.Observaciones en la prueba de eliminacin, durante cada toma de datos.
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Prueba de confirmacin:
Rompedores
seleccionados
Cantidad de Rx BSW separado (mL)
Ppm mL A B C D
4400 0,4 10 20 20 20
600 0,6 17 20 21 21
5400 0,4 20 20 22 22
600 0,6 19 24 23 23
Tabla 5. Volumen separado en la prueba de confirmacin dependiendo deldesemulsificante aadido y la concentracin.
Rx
Cantidadde Rx
Observaciones
ppm mL A B C D
4
400 0,4Agua clara,interfasedefinida
Agua clara,interfasedefinida. 3 mLde emulsin
existente.
Agua clara,interfasedefinida, 2 mLde emulsin
existente.
Agua clara,interfasedefinida, 2 mLde emulsin
existente.
600 0,6Agua clara,interfasedefinida
Agua clara,interfasedefinida. 4 mLde emulsinexistente.
Agua turbia,interfasedefinida, 2 mLde emulsin.
Agua turbia,interfasedefinida, 2 mLde emulsin.
5
400 0,4Agua clara,interfasedefinida
Agua clara,interfasedefinida
Agua clara,interfasedefinida
Agua clara,interfasedefinida
600 0,6Agua clara,interfase
definida
Agua clara,interfase
definida
Agua clara, nohay emulsin,
interfasedefinida
Agua clara, nohay emulsin,
interfasedefinidaTabla 6.Observaciones en la prueba de confirmacin, durante cada toma de datos.
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Desemulsificanteapropiado
Concentracinapropiada
Cantidadapropiadapara 100 mLde crudo
BSW Observaciones
5 500 ppm 0,5 mL 24 mLAgua clara,interfasedefinida
Desemulsificanteapropiado
%crudoseparado
%aguaseparada
Cont. Deagua enla parteinferior
Cont. De aguaen la partesuperior
5 76% 24% 24 mL 2 mLTabla 7. Informacin del desemulsificante escogido para el tratamiento de emulsionesdel crudo analizado.
Estos resultados solo son aplicables para el tratamiento de emulsiones en el crudopreparado por el monitor del laboratorio.
Grfica 1. Comportamiento del desemulsificante 5 para el tratamiento de emulsin del
crudo preparado.
El punto 0 ppm, corresponde al volumen separado del blanco en la prueba de relacin,con objeto de tener un parmetro de comparacin.
24
2223
1.40
5
10
15
20
25
30
0 200 400 600 800
BSW(m
L)
Concentracin de Rx 5 (ppm)
Comportamiento del Rx 5 en el crudo
preparado
Comportamiento
BSW MAX
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CUESTIONARIO
1. A qu se deben a que se formen las emulsiones?
Para que se forme una emulsin es necesario la presencia de al menos dos lquidosinmiscibles, como el agua y el aceite, que hayan sido sometido a suficiente agitacin (lamezcla bifsica de petrleo crudo y agua de formacin se desplazan en el medioporoso a una velocidad del orden de 1 pie/da, lo que es insuficiente para que se formeuna emulsin ) para dispersar uno de los lquidos en pequeas gotas en el otro, a causade todo el proceso al que es sometido cuando se intenta la extraccin del yacimiento, yalgunas veces un agente emulsionante para estabilizar las gotas dispersas en la fasecontinua.
2. Qu indica la brillantez e intensidad del color en un crudo emulsionado?La brillantez e intensidad en el color del crudo indica que tan emulsionado se encuentra;entre ms opaco sea su aspecto, habr mayor cantidad de emulsin, si esta emulsinempieza un proceso de separacin, el crudo ser ms brillante.
3. Qu condicin debe tener el agua que se separa del crudo emulsionado?
Esta agua debe ser bastante clara, sin gotas de crudo inmersas, ni sedimentos, bien
definida para de esta manera hacer una buena lectura, y generalmente salada.
4. Indique los mtodos termo-mecnicos usados en la prctica.
La prueba de botella fue esencialmente el mtodo usado en esta prctica, el cual es unmtodo termo-mecnico, ya que hay un paso de calentamiento y durante estemecnicamente ocurre una separacin de agua libre. Adems despus de estonuestras botellas (zanahorias) son llevadas a la centrifugacin, que es un mtodomecnico.
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Figura 3.Prueba de botella
5. Nombre y explique los principios de los equipos utilizados en produccin.
Una vez que el crudo es producido a nivel de fondo de pozo, la produccin provenientede los diferentes pozos se lleva a un mltiple de produccin, compuesto a su vez portres submtiples de acuerdo a la presin de lnea en baja, alta y de prueba. Estconstituido por tuberas de 6 pulgadas de dimetro a travs delas cuales circula lamezcla gas-crudo-agua que pasar posteriormente a los separadores gas-lquido dondese elimina el gas disuelto.
Luego, la emulsin pasa a un separador gravitacional para eliminar el agua libre y elcrudo no emulsionado. La emulsin restante se lleva al sistema de tratamientoseleccionado para la aplicacin de calor y/o corriente elctrica, y finalmente el crudo
separado pasa a un tanque de almacenamiento.
Figura 4. Representacin esquemtica de una estacin de flujo para deshidratar crudo.
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aplicacin de un alto voltaje entre dos electrodos. Este dispositivo, generalmentetiene caractersticas similares a los de los equipos de separacin mecnicapresurizados, aadiendo a stos el sistema de electrodos y de generacin dealto voltaje. La aplicacin del campo elctrico sobre la emulsin induce a la
formacin de dipolos elctricos en las gotas de agua, lo que origina una atraccinentre ellas, incrementando su contacto y su posterior coalescencia. Como efectofinal se obtiene un aumento del tamao de las gotas, lo que permite lasedimentacin por gravedad.
6. Por qu la centrifugadora debe ir a 1500 rpm?
Dentro de los factores que influyen en la estabilidad de las emulsiones se encuentra elrgimen de flujo. Este factor determina el grado de agitacin al cual est siendo
sometida la muestra y bsicamente influye en la formacin de la emulsin. La centrifugadebe hacer girar las zanahorias de tal manera que la agitacin interna sea capaz deseparar el agua que se encuentra como fase dispersa dentro del crudo (fase continua).La velocidad de la centrifugadora debe ser proporcional al peso del fluido contenido enlas zanahorias, as es posible establecer un control de giro y evitar que las muestras sederramen o las zanahorias se rompan en el interior de la centrifugadora.
La velocidad angular se determina de acuerdo al dimetro de giro. Mediante la siguientefrmula:
d
rcf
v 1335
Donde,v : Velocidad angular en rpm (revoluciones por minuto)
rcf:Es la fuerza centrfuga relativa
d:Es el dimetro de giro en milmetros.
Una fuerza centrfuga relativa de 600 es suficiente, en un dimetro de giro de 410milmetros para separar los dos lquidos inmiscibles agua-crudo seco.
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ANLISIS DE RESULTADOS
La muestra a analizar es una emulsin preparada de crudo tempranillo norte 1con agua debido a que al realizar la prueba de BSW con centrifugado no sereport ningn valor.
Se determin al finalizar la prueba de relacin que la cantidad ms adecuada dedesemulsificante Rx corresponde al valor de 5 mL debido a que sta provocuna separacin de 6.5 mL de BSW.
En la zanahoria #4 se obtiene en la prueba de relacin agua ms clara que la dela zanahoria # 6, aun as se prefiere la concentracin de la muestra # 6 debido aque presenta ms cantidad de agua separada.
Algunas de las muestras observan separacin de agua turbia, esta percepcin se
ve afectada por el crudo que se adhiere a las paredes de la zanahoria dando laimpresin de un tono ms oscuro en el agua
Se determina en la prueba de eliminacin que los rompedores ms adecuadoscon una concentracin de 500 ppm son los 4 y 5 reportando cantidades de aguaseparada de 20 mL y 24mL.
El rompedor 6 tambin reporta un valor de de 24mL de agua separada, aun asno es escogido debido a que es agua lechosa.
En la prueba de confirmacin se presentan los rompedores 4 y 5 escogidosanteriormente en concentraciones de 400,500 y 600 ppm de cada uno, parahallar el que cumpla mejores caractersticas desemulsificantes.
Se escoge el desemulsificante # 5 con una concentracin de 500 ppm el msadecuado para separar el agua presente en la muestra, debido a que este arrojamejores resultados tanto en cantidad con un volumen de 24 mL como en calidad,dando como resultado agua clara.
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CONCLUSIONES
Un desemulsificante opera en la zona de interfaz agua-crudo de las emulsiones,
provocando una disminucin de la superficie de energa libre para que la fasedispersa de agua pueda formar una fase continua y de esta manera podersepararse por diferencia de gravedad. En ocasiones la mayor concentracin desurfactante resulta no ser eficiente adems de formar una tercera faseconvirtindose en un problema adicional.
Se determina a travs de las tres pruebas (relacin, eliminacin, confirmacin)que la mejor concentracin y el mejor desemulsificante para eliminar lasemulsiones que contenga el crudo del campo Dina- Cretceo es el rompedor #5a 4000ppm.
La transparencia de agua y la cantidad ayudan a determinar el rompedor mseficaz para la muestra, estos son factores fundamentales a la hora de elegir eldesemulsificante ms adecuado.
En la industria tiene gran relevancia el tratamiento de emulsiones para poderseparar el agua del crudo y de esta manera evitar multas y gastos adicionales.
Algunos factores que aumentan las formacin de emulsiones son los mtodos derecobro.
Debido a la variacin en el comportamiento de los distintos crudos, cada unotiene un rompedor y concentracin diferente para realizar una separacin eficaz.
El uso excesivo de rompedor puede llegar a causar una emulsin aun ms difcilde romper.
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BIBLIOGRAFA
Guas de Laboratorio
http://www.api.org/
Norma D-287 92