BR102021021444A2 - Método de remoção de incrustação com ácido carbônico - Google Patents
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Abstract
A presente invenção trata de um método de remoção de incrustação em reservatórios carbonáticos e/ou reservatórios depletados através da adição do gás carbônico a água industrial ou dessulfatada para gerar ácido carbônico nas operações de estimulação de poços produtores, para ser utilizado como ácido fraco na remoção de incrustação em operação remota visando a manutenção da produtividade para poços produtores e minimizando a necessidade de operações remotas com barco de estimulação e consequentemente redução de custos operacionais.
Description
[001] A presente invenção trata de um método de remoção de incrustação com aplicação em reservatórios carbonáticos e/ou reservatórios depletados visando a manutenção da produtividade para poços produtores e aumentar, através de um método de adição do gás carbônico a água industrial ou dessulfatada nas operações de estimulação de poços produtores, minimizando assim a necessidade de operações remotas com barco de estimulação e consequentemente redução de custos operacionais.
[002] Atualmente, utiliza-se de bombeio ácido com barco de estimulação para a remoção da incrustação. A partir de um determinado momento da vida produtiva de alguns poços, ocorre a necessidade de tratamentos mais frequentes, porém, estudos de simulação de ocorrência de incrustação mostraram que a alta razão gás-líquido induzida pela injeção de gás lift pode gerar depósitos de carbonato de cálcio devido a evaporação parcial da água produzida ou total da água produzida, assim, como em poços com completação inteligente em cenários de baixíssimo BSW.
[003] A ocorrência de incrustações salinas de carbonato de cálcio em coluna de produção de poço de petróleo e no sistema canhoneado-reservatório induzida pelas alterações de pressão de produção, como por exemplo, quando fluido produzido passa da pressão estática confinada no reservatório para a pressão de fluxo dentro da coluna do poço, onde ocorre a expansão de gás, o que altera o equilíbrio da solubilidade do carbonato de cálcio em poços com produção de óleo com baixo teor de água. O que também ocorre com a injeção de gás lift. Como a frequência de tratamentos tem aumentado com o número de poços e a frequência de tratamento têm aumentado significativamente surgem questões que impactam o gerenciamento da produção com os custos associados a recursos críticos, a fila de espera de barcos de estimulação para realizar as operações de remoção química, impactam na redução de caixa devido ao custo associado as perdas de produção e ao próprio custo dos barcos. Outro problema que também pode ocorrer em poços com alta depleção e baixa produtividade não se mostram mais viáveis com os custos de tratamento com barco de estimulação.
[004] Para as unidades operacionais que possuam produção de gás carbônico e sistema de separação de gás carbônico, a própria água industrial gerada na Unidade de Desmineralização (UD) ou água dessulfatada utilizada na recuperação secundária se tiverem disponível fornecimento de água industrial e/ou dessulfatada, estas poderão efetuar procedimento de remoção de incrustação através da utilização do processo de mistura de água industrial e/ou dessulfatada com o gás carbônico para formar o ácido carbônico para remoção desses depósitos de incrustações de carbonato de cálcio.
[005] O documento BR1020190254157A2 propõe um tratamento combinado de remoção e inibição de incrustação em rocha reservatório (squeeze de inibição), utilizando inibidores derivados de ácido organo fosfônico, em meio ácido, visando minimizar o tempo de intervenção em operações de mitigação de incrustações em poços, além de reduzir os gastos por tratamento e os riscos associados ao processo.
[006] A referência de ELAYATT, A. K.; ALTARHONI, H. K.; ELAOUD, A. M. (2016) “Evaluation of Diethylene Triamine-pentamethylene Phosphonic Acid (DTPMP) as Scale Inhibitor of Calcium Carbonate Scales in Oil Field Water”, American Journal of Engineering Research, v.5, p.130-142 trata de fosfonatos utilizados como inibidor de incrustações de carbonato de cálcio, na qual é sugerida uma dosagem contínua de inibidor, ressaltando-se a aplicação do inibidor ácido dietilenotriamina pentametileno fosfônico (DTPMP).
[007] O estudo de CRABTREE, M. et ai, (1999) “Fighting Scale-Removal and Prevention. Oilfield Review”, 1999, v.11, p.30-45 trata da remoção e prevenção de incrustações, se referindo a causas e o que leva a formação de incrustações, tratamentos e técnicas utilizadas para remoção de incrustações e inibidores que ajudam no controle de incrustações.
[008] Assim, nenhum documento do estado da técnica revela remoção de incrustação com ácido carbônico, proveniente da mistura de gás carbônico com água industrial ou dessulfatada em uma Unidade Estacionária de Produção (UEP) para gerar ácido carbônico e ser utilizado como ácido fraco na remoção de incrustação, em operação remota tal como aquele da presente invenção.
[009] Dessa forma, com intuito de solucionais tais problemas desenvolveu-se a presente invenção, através do qual viabiliza um tratamento remoto, ou seja, da UEP, sem a utilização de barcos de estimulação para os poços em que são realizadas este tipo de tratamento, através da realização da adição de gás carbônico a colchões de água industrial ou dessulfatada.
[0010] As vantagens técnicas da presente invenção são redução do OPEX das operações; aumento do VPL das operações face à redução de perda de óleo, uma vez que em caso de disponibilidade de separação de e equipamentos ou fornecimento de água industrial e dessulfatada pela UEP podem ser realizados tratamentos remotos autônomos com redução significativa de custo operacional; simplificação da aplicação de produtos químicos em tratamentos remotos; antecipação de tratamentos visto que não haverá necessidade de aguardar janela na programação do barco de estimulação, o que pode reduzir perda de óleo; redução de riscos operacionais de segurança, meio ambiente e saúde (SMS).
[0011] Adicionalmente os custos com a utilização de produtos químicos reduz significativamente. Desta forma esta invenção, tem vantagens técnicas pela adequação da tecnologia ao cenário aplicado, bem como vantagens econômicas e SMS devido a redução de custos associados a aplicação desta em relações as tecnologias convencionais.
[0012] A presente invenção trata de um método de remoção de incrustação utilizando uma mistura de gás carbônico com água industrial ou dessulfatada em uma UEP para gerar ácido carbônico, para ser utilizado como ácido fraco na remoção de incrustação em operação remota. O ácido carbônico produzido é adicionado inibidor de incrustação, na qual esta mistura será bombeada através das linhas alinhadas com a linha de serviço (ou de gás lift) para ser injetado na coluna do poço até o reservatório.
[0013] A presente invenção pode ser aplicada em reservatórios carbonáticos com alta temperatura e fluido produzido com baixa razão gás-água, bem como em reservatórios depletados com alta temperatura e fluido produzido com alta razão gás-água, atendendo assim a necessidade de estimulação para a remoção de incrustações
[0014] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência a figura em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representa exemplo de realização da mesma. No desenho, tem-se:
- A Figura 1 ilustrando um esquema do processo de remoção de incrustação com ácido carbônico, onde estão representados:
(1) Separador de gás do óleo;
(2) Sistema de separação do CO2 do gás;
(3) Compressor de CO2 do sistema;
(4) Válvula redutora de pressão;
(5) Tanque de aditivação da água com inibidor de hidrato e inibidor de corrosão;
(6) Bomba de água industrial aditivada;
(7) Atomizador de CO2 na água;
(8) Linha de gás-lift do poço;
(9) Linha de produção do poço;
(10) Árvore de natal molhada do poço;
(11) Mudline-,
(12) Anular do poço;
(13) Coluna de produção;
(14) Válvula de gás lift·,
(15) Canhoneados;
(16) Reservatório.
- A Figura 1 ilustrando um esquema do processo de remoção de incrustação com ácido carbônico, onde estão representados:
(1) Separador de gás do óleo;
(2) Sistema de separação do CO2 do gás;
(3) Compressor de CO2 do sistema;
(4) Válvula redutora de pressão;
(5) Tanque de aditivação da água com inibidor de hidrato e inibidor de corrosão;
(6) Bomba de água industrial aditivada;
(7) Atomizador de CO2 na água;
(8) Linha de gás-lift do poço;
(9) Linha de produção do poço;
(10) Árvore de natal molhada do poço;
(11) Mudline-,
(12) Anular do poço;
(13) Coluna de produção;
(14) Válvula de gás lift·,
(15) Canhoneados;
(16) Reservatório.
[0015] O método de remoção de incrustação com ácido carbônico de acordo com a presente invenção e ilustrado na Figura 1 compreende nas seguintes etapas:
(1) Alinhar o gás carbônico para o atomizador, no qual este é utilizado para realizar a mistura de CO2 em água industrial ou dessulfatada para gerar o ácido carbônico;
(2) Alinhar a água industrial ou dessulfatada para o atomizador para o preparo de solução de ácido carbônico;
(3) Adicionar o inibidor de incrustação no ácido carbônico produzido pela mistura acima;
(4) Bombear a solução de ácido carbônico com inibidor de incrustação através das linhas alinhadas com a linha de serviço ou de gás lift para ser injetado na coluna do poço até o reservatório;
em que injeção de um volume de água é 1,5 vezes o volume da coluna de produção, seguido de colchão água e de diesel para deslocamento e injeção na formação.
(1) Alinhar o gás carbônico para o atomizador, no qual este é utilizado para realizar a mistura de CO2 em água industrial ou dessulfatada para gerar o ácido carbônico;
(2) Alinhar a água industrial ou dessulfatada para o atomizador para o preparo de solução de ácido carbônico;
(3) Adicionar o inibidor de incrustação no ácido carbônico produzido pela mistura acima;
(4) Bombear a solução de ácido carbônico com inibidor de incrustação através das linhas alinhadas com a linha de serviço ou de gás lift para ser injetado na coluna do poço até o reservatório;
em que injeção de um volume de água é 1,5 vezes o volume da coluna de produção, seguido de colchão água e de diesel para deslocamento e injeção na formação.
[0016] Ao misturar o gás carbônico (CO2) com a água ocorre a formação de ácido carbônico (H2CO3), que apesar de ser um ácido fraco, pode ser utilizado para a remoção de incrustações de carbonato de cálcio. Para as unidades estacionárias em que o gás carbônico produzido, separado pode ser aplicado para a geração de ácido carbônico na UEP e aplicar nas operações de remoção de incrustação. Para a remoção de depósitos inorgânicos solúveis (carbonato de cálcio) na coluna de produção e posterior aprimoramento da solução com aditivação química com inibidores de incrustação. O campo de aplicação será nos reservatórios carbonáticos com alta temperatura e fluido produzido com baixa razão gás-água. E também poderá ser aplicado em reservatórios depletados com alta temperatura e fluido produzido com alta razão gás-água. Esta solução atende a necessidade de estimulação para a remoção de incrustações de carbonato de cálcio, visando a manutenção da produtividade para poços produtores e aumentar, através de um processo de adição do gás carbônico a água industrial ou dessulfatada nas operações de estimulação de poços produtores.
[0017] A presente invenção pode ser aplicada integralmente através da área de Elevação e Escoamento e Reservatórios, nos campos produtores do pré-sal que possuem separação de gás carbônico, sendo endereçada a área Reservatórios no gerenciamento de reservatório para o gerenciamento aumento ou manutenção da produção dos poços através do controle de perdas para promover a garantia de escoamento. Pode ser aplicada como tecnologia na intervenção de poços na fase de restauração da produtividade, através de operações de injeção de ácido carbônico na coluna e no reservatório para remoção de incrustação de carbonato de cálcio. Também pode ser utilizada na aplicação de inibidor de incrustação associado com o ácido carbônico em operações que podem ser classificadas como mistas (remoção e inibição) e desta forma a aplicação dessa tecnologia cria facilidades para o gerenciamento de incrustação para poços produtores.
[0018] Os exemplos a seguir são apresentados de forma a ilustrar mais completamente a natureza da presente invenção e a maneira de praticar a mesma, sem que, no entanto, possam ser considerados como limitantes do seu conteúdo.
[0019] A mistura de gás carbônico produzido com água industrial e ou dessulfatada em uma UEP do pré-sal para gerar ácido carbônico, para ser utilizado como ácido fraco na remoção de incrustação, em operação remota, se caracteriza como uma inovação. Entretanto esta reação da água com o CO2 formando ácido carbônico, já é descrita pela literatura em livros de química inorgânica. Entretanto o resultado obtido pela invenção, num primeiro momento pode ser aferido através da utilização de simulação termodinâmica. Por exemplo, estudos realizados no simulador geoquímico ARXIM demonstram dissolução do carbonato de cálcio pela mistura água mais gás carbônico em diferentes proporções e para diferentes faixas de pH.
[0020] Deve ser notado que, apesar de a presente invenção ter sido descrita com relação aos desenhos em anexo, esta poderá sofrer modificações e adaptações pelos técnicos versados no assunto, dependendo da situação específica, mas desde que dentro do escopo inventivo aqui definido.
Claims (3)
- MÉTODO DE REMOÇÃO DE INCRUSTAÇÃO COM ÁCIDO CARBÔNICO, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
(1) Alinhar o gás carbônico para o atomizador para preparo da solução de ácido carbônico;
(2) Alinhar a água para o atomizador para preparo da solução de ácido carbônico;
(3) Adicionar o inibidor de incrustação no ácido carbônico produzido pela mistura de gás carbônico com água;
(4) Bombear a solução de gás carbônico com inibidor de incrustação através das linhas alinhadas com a linha de serviço ou de gás lift para ser injetado na coluna do poço até o reservatório;
em que injeção de um volume de água na coluna de produção ser seguido de colchão água e de diesel para deslocamento e injeção na formação. - MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela água utilizada ser água industrial ou dessulfatada.
- MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo volume de água injetado ser 1,5 vezes o volume da coluna de produção.
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