BR102020025673A2

BR102020025673A2 - Dispositivo para injeção de produto químico

Info

Publication number: BR102020025673A2
Application number: BR102020025673-4A
Authority: BR
Inventors: João Paulo Santos Benedicto
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-06-21

Abstract

A presente invenção provê um dispositivo composto por válvulas, mangueiras e cilindro para injeção de produto químico, normalmente desemulsificantes, solventes de parafina e inibidores de incrustação, na linha de produção ou no anular do revestimento da coluna dos poços produtores. A injeção de produto químico é feita com a própria energia sucção entregue pela bomba de vareta e com isso a presente invenção pode ser usada em qualquer campo terrestre.

Description

DISPOSITIVO PARA INJEÇÃO DE PRODUTO QUÍMICO

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção se insere no campo das atividades de injeção de produtos químicos em poços de petróleo em campos terrestres, tais como a injeção de tratamentos que facilitam o escoamento do fluido.

Descrição do Estado da Técnica

[0002] As atividades de injeção de fluidos em poços de petróleo são realizadas para atender a processos distintos, entre eles a injeção de tratamentos diversos para melhorar a produtividade do poço, injeção de água para pressurizar o reservatório e deslocar o óleo para o poço produtor, injeção de tratamentos de remoção de incrustação nas colunas de produção dos poços e/ou no reservatório, e tratamentos de injeção de squezze de inibidores de incrustação no reservatório.

[0003] O petróleo parafínico possui características físico-químicas que lhe confere um alto valor comercial. Entretanto, o fenômeno da precipitação de parafina e aumento de viscosidade em regiões de baixa temperatura provocam problemas ao escoamento tendo como consequência a diminuição da produção.

[0004] Devido aos problemas associados a garantia de escoamento (existem poços que não são pigáveis) e a um número cada vez maior de poços afetados por corrosão nos equipamentos de elevação (bomba, coluna e acessórios), faz-se necessário a injeção de produtos químicos nos poços, sejam eles redutores de atrito, inibidores de parafina, inibidores de corrosão, entre outros.

[0005] Para que haja injeção desses produtos, de forma sistemática e descentralizada, empresas especializadas em injeção de produtos químicos são contratadas, aumentando o custo de extração da concessão. O serviço dessas empresas demanda uma série de facilidades, como: um operador, um motorista, um caminhão com tanque apropriado para transportar o produto, uma bomba para injeção do produto que precisa de manutenção, um gerente de contrato e um fiscal de contrato.

[0006] O documento US9822604B2 revela injeção de fluido em um componente de extração de hidrocarboneto submarino para melhorar a garantia de fluxo de fluidos de hidrocarboneto produzidos. Compreende um sistema de injeção de fluido incluindo um dispositivo de variação de pressão para fornecer energia para injetar fluidos no componente de extração de hidrocarboneto submarino. Apesar de descrever injeção de fluido, o documento promove um gasto extra de energia ou equipamento rotativo para produzir o efeito de injeção.

[0007] O documento EP1403463B1 revela uma composição inibidora de parafina compreendendo um polímero com a característica de inibir o crescimento cristalino de parafina no fluido de formação; um primeiro solvente selecionado entre os solventes de cera fracos a moderados; e um segundo solvente dos solventes de cera fortes; em que o componente é dissolvido em uma mistura dos componentes.

[0008] O documento US8157017B2 revela um sistema de injeção química para controlar a injeção de um fluido de injeção a partir de um suprimento de fluido de injeção em um local de superfície em um conjunto de tubulação de produção, tendo um caminho de fluxo superior, uma primeira zona de fluxo e uma segunda zona de fluxo. Apesar de descrever injeção de fluido, o documento promove um gasto extra de energia para produzir o efeito de injeção.

[0009] Diante das dificuldades para assegurar a garantia de escoamento dos poços do estado da técnica citado acima, surge a necessidade eliminar o gasto de energia para produzir o efeito de injeção de produto químico em uma coluna de produção. O estado da técnica citado acima não possui as características únicas que serão apresentadas detalhadamente a seguir.

[0010] Em poços onde não é possível a passagem de PIG (É um dispositivo cilíndrico ou esférico para limpar o interior de dutos) para desparafinação da tubulação, a alternativa preferencialmente usada é a injeção ou circulação de água quente, porém, foi observado que a injeção de desemulsificante, diretamente na linha de produção e no anular tem-se mostrado mais efetiva no que tange a garantia de escoamento. Com a utilização da presente invenção, é possível injetar o produto químico em poços que nunca tinham passado por este tipo de tratamento.

Objetivo da invenção

[0011] É um objetivo da invenção desenvolver um dispositivo estático para injeção de produto químico sem partes móveis e dispensando manutenções excessivas. A presente invenção é capaz de descentralizar a injeção de desemulsificante nos poços sem a utilização de energia elétrica ou equipamento rotativo.

[0012] Outro objetivo da invenção é utilizar a própria energia do poço para realizar a injeção de produto químico tanto na linha de escoamento quanto no anular revestimento-coluna do poço.

[0013] Adicionalmente, um outro objetivo da presente invenção é prover um dispositivo leve, de custo reduzido, de fácil manuseio e operado por apenas um operador do campo.

Descrição Resumida da Invenção

[0014] De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê um dispositivo composto por válvulas, mangueiras e cilindro para injeção de produto químico (desemulsificante, solvente de parafina e inibidor de incrustação) na linha de produção ou no anular revestimento-coluna dos poços produtores. A injeção de produto químico é feita com a própria energia sucção entregue pela bomba de vareta e com isso a presente invenção pode ser usada em qualquer campo terrestre.

Breve Descrição dos Desenhos

[0015] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência às figuras em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representam exemplos de realização da mesma. Nos desenhos, têm-se:

- A Figura 1 ilustra o dispositivo para injeção de produto químico em poço produtores de petróleo (Kit Jones);
- A Figura 2 ilustra equipamentos de superfície de um poço de Bombeio Mecânico (BM);
- A Figura 3 ilustra a nova localização de injeção química que a presente invenção possibilitou na visão sistêmica de interligação entre os poços.
- A Figura 4 ilustra as duas novas possiblidades para injeção química.

Descrição Detalhada da Invenção

[0016] Abaixo segue descrição detalhada de uma concretização preferida da presente invenção, de cunho exemplificativo e de forma nenhuma limitativo. Não obstante, ficará claro para um técnico no assunto, a partir da leitura desta descrição, possíveis concretizações adicionais da presente invenção ainda compreendidas pelas características essenciais e opcionais abaixo.

[0017] Na figura 1 é mostrado o conjunto de válvulas e um cilindro de apoio (8) para armazenamento cuja função é receber o produto químico que será injetado no sistema através do fluxo do próprio poço, com as mangueiras e as válvulas.

[0018] O dispositivo é usado principalmente injetando desemulsificantes e solventes de parafina, inibidores de corrosão, sequestrantes de oxigênio e etc, produtos que servem para facilitar o escoamento em prol do aumento de vazão, reduzindo a pressão de cabeça dos poços e contribuindo para aumentar o tempo médio de falha dos mesmos. Secundariamente, ele é usado para injetar inibidor de corrosão, de modo a prevenir o ataque aos equipamentos de elevação de subsuperfície, bem como seus acessórios e a coluna de produção, colaborando, também, com o aumento do tempo médio de falhas.

[0019] Para preparação prévia da etapa de injeção, o cilindro de apoio (8) deve ser abastecido, e o operador normalmente injeta a partir da válvula (2) em conjunto com um manômetro de pressão, mas inicialmente utiliza a válvula (4) para fazer uma purga, e assim, o operador após a purga realiza o completo preenchimento do cilindro (8).

[0020] O conceito básico do dispositivo é usar o próprio fluxo do poço para a injeção de produto químico, conforme as Figuras 1 e 2. As válvulas (2), (3) e (5) são para isolar o líquido inibidor de corrosão, localizado no cilindro de apoio (8). Estas válvulas são as válvulas para bloqueio, válvulas dos tipos esfera e globo de possuem em torno de ¾” de diâmetro com classe 600, mas não limitado a esse diâmetro. Existe acoplado entre as válvulas (5) e (6), uma check-valve (7) que serve para impedir o fluxo reverso (sentido da saída para a entrada). A check-valve (7) normalmente também é de ¾” de diâmetro.

[0021] O conjunto de válvulas e o cilindro de apoio foram montados numa estrutura baseada em hastes (30) de modo que pudesse facilitar o manuseio, a operabilidade da injeção de produtos químicos e ergonomia do operador.

[0022] A entrada (10) e saída (20) são construídas a base de mangueiras de borracha que resistem à uma pressão de 2000 psi e que são conectadas em locais específicos no poço (figura 2) com um conjunto válvulas de modo a permitir a injeção do produto químico no sistema (de forma análoga como se fosse um “PIG químico”.

[0023] A Figura 2 é uma representação dos conjuntos de válvulas situados no poço de produção. Ela foi extraída do estado da técnica e não faz parte da invenção e assim a numeração apresentada também não faz parte da presente invenção. Entretanto, o ponto de entrada do dispositivo da presente invenção (10) é conectado na válvula (1) da figura 2. O ponto de saída da presente invenção (20), pode ser conectado na válvula (5) ou válvula (6) da figura 2. Esses ajustes de campo são feitos através do uso de mangotes, o que facilita ao operador. A válvula (5) da figura 2 tem acesso ao anular da coluna de produção e válvula (6) da figura 2 tem acesso direto a coluna de produção. Após isso, fecha-se a válvula (17) da figura 2, permitindo o direcionamento de todo o fluxo de do poço para o dispositivo da presente invenção, carreando todo o produto de injeção localizado no cilindro de apoio (8).

[0024] A Figura 3 ilustra a nova localização de injeção química que a presente invenção possibilitou, saindo da estação coletora para ser inserida no próprio poço. A figura 3 também ilustra uma visão sistêmica onde os poços produtores são representados por círculos, e as setas, são as interligações feitas por tubulações. Nessas interligações cada poço é conectado à uma espécie de pipeline central que interliga todos os poços numa única via, terminando o escoamento na estação coletora. Sendo assim, a injeção química saiu da posição da estação coletora, para poder ser aplicada diretamente ao poço.

[0025] A Figura 4 exemplifica as formas de utilização do dispositivo num poço de petróleo de completação seca. As linhas representam a direção do fluxo de produção. A presente invenção foi batizada como KitJonnes, apenas para poder ilustrar de forma prática. Na primeira parte da figura 4, item a), o fluxo de vazão de produção parte do poço para estação (fluxo normal). Na segunda parte da figura 4, item b), aparece uma das formas de uso do disposto. Uma vez o cilindro de apoio (8) carregado com o produto químico desejado, deve-se conectar as mangueiras no poço e em seguida “forçar” a produção do poço a passar por dentro do dispositivo, realizando assim a injeção do produto químico no sistema, sem precisar parar a produção do poço e sem a utilização de um dispositivo externo (bomba) para apoio, e assim usando os próprios mecanismos de impulso da produção para fazer o tratamento desejado (normalmente realizada pela bomba de vareta de sucção). Na terceira parte da Figura 4, item c), está representada a circulação da produção do dispositivo para o interior do poço e desse para a estação, promovendo também todos os benefícios da injeção anteriormente citados não somente na linha de produção, mas também na coluna de produção do poço.

[0026] Com a utilização do dispositivo, foi possível aumentar o número de poços atendidos com a injeção de produtos químicos. Cada dispositivo é usado para realizar 10 injeções de produto químico por dia.

[0027] Com simplicidade de utilização, confecção e operação, o kit tem potencial para ser usado em todos os ativos terrestres, de modo a permitir a injeção descentralizada e por batelada de qualquer produto químico. O conceito aqui apresentado, de usar a corrente de fluxo para injetar produto químico, como se fosse um “PIG químico”, pode ser expandido, e outras formas de construção do dispositivo podem ser usadas, de modo a facilitar ainda mais a utilização do mesmo.

Claims

DISPOSITIVO PARA INJEÇÃO DE PRODUTO QUÍMICO, caracterizado por compreender pelo menos um cilindro de apoio (8) o qual contém uma série de válvulas, em que:
- - uma entrada com uma válvula (2) acoplado à ela um manômetro de pressão, ponto de conexão utilizado para carregamento de produto químico e uma saída com válvula (4) para purgar ar ou vapores;
- - uma mangueira (10) interligada com uma válvula (3), os quais são interconectados à lateral do cilindro de apoio (8);
- - um outro conjunto de válvulas (6), (7) e (5) ligadas de forma sequencial em linha, e interconectadas com a outra lateral do cilindro de apoio (8), em que a saída possui uma mangueira flexível (20);
- - uma estrutura baseada em hastes (30) onde é moldada e estruturada para a montagem de todo o conjunto de válvulas (1) ao (7) e do cilindro de apoio (8).
DISPOSITIVO PARA INJEÇÃO DE PRODUTO QUÍMICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela válvula (7) ser uma válvula de bloqueio de fluxo reverso (check-valve).
DISPOSITIVO PARA INJEÇÃO DE PRODUTO QUÍMICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas válvulas (1), (2), (3), (4), (5) e (6) serem preferencialmente do tipo esfera ou globo.