MX2013001185A - Desemulsificante para petroleo crudo. - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona una novedosa composición de desemulsificante para la deshidratación del petróleo crudo proveniente de la zona petrolera KU MALOOB ZAAP. Dicha composición se compone de una mezcla de productos químicos que reducen considerablemente la tensión superficial del agua y provoca la dispersión de los aceites permitiendo la separación de las fases en aproximadamente 30 minutos, realizando la eliminación de agua fácilmente sin arrastrar crudo, debido a la interfase formada mediante la misma.

Description

! DESEMULSIFICANTE PARA PETROLEO CRUDO CAMPO DE LA INVENCIÓN j j La presente invención se relaciona a una nueva composición I désemulsificante para deshidratar petróleo crudo que sale de los pozos de explotación, la cual se compone de una mezcla de productos químicos que reducen considerablemente la tensión superficial del agua y provoca la dispersión de los aceites i permitiendo la separación de las fases, realizando la i eliminación de agua fácilmente sin arrastrar crudo, debido a i la inferíase formada mediante la composición.

ANTECEDENTES En. la producción actual de petróleo, el agua es un producto secundario inevitable. De hecho, casi el 90% del crudo contiene emulsiones de petróleo y agua. La invasión gradual dé agua en las formaciones petrolíferas y la llegada de métodos de recuperación secundarios y terciarios necesariamente conduce al desarrollo de nuevas tecnologías para romper las emulsiones de petróleo crudo y agua.

Los desemulsificantes se diseñan para resolver las emulsiones j causadas por el proceso de extracción y producción de leo crudo. El resultado esperado es un petróleo crudo s stancialmente anhidro al menor costo posible para el operador. Hace más de 50 años que se han estado desarrollando este tipo de productos. Los operadores esperan lograr cada v¿z una mejor separación de petróleo del agua y de una manera i excepcionalmente rápida.

Las nuevas áreas de investigación incluyen la optimización de lá producción mediante la reducción de la viscosidad en el i fondo del pozo y la separación mejorada de las emulsiones de crudo pesado, como las que se encuentran en los procesos de recuperación de drenaje por gravedad asistido con vapor i (SAGD) . Los desemulsificantes deben ofrecer los beneficios que se muestran a continuación, incluyendo: •¡ Separación rápida y bien definida I •j No contener metales pesados ni haluros orgánicos agregados ·! Versatilidad al tratar todo tipo de emulsiones •¡ Manipulación práctica y fácil dispersión materia de pozos petroleros, no hay un "desemulsificante universal". La cantidad y el tipo de químicos a inyectar en un pozo para lograr una desemulsificación de agua y aceite depende de las características de cada pozo y ningún pozo es i igual a otro. Actualmente, existen plataformas donde se maneja un sistema de producción en el cual se utilizan separadores bifásicos (separan gas y líquido) y trifásicos (separan gas, agua y aceite) . Si un pozo produce mas de 2% de I agua, se debe buscar alguna forma de manejar el agua para evitar que se mezcle con el crudo. Actualmente se hace con separadores trifásicos, pero es muy costoso y además se I réquieren de varios separadores. Frente al problema de que un se tienen tres opciones: (i) utilizar cos, (ii) tratar el crudo inyectando químicos al pozo para reducir el porcentaje de agua o (iii) i bajar la apertura de la válvula de salida del crudo con el j estrangulador y poner más presión hacia el pozo y producir menos agua y gas (y consecuentemente menos petróleo crudo) . i Estrangular el pozo genera pérdidas económicas. Por otra i parte, utilizar separadores trifásicos es muy costoso.

Por lo anterior es importante contar con un desemulsificante aclecuado para su uso en el sistema KU MALOOB ZAAP que trate ! 4 de manejar el agua sin tener que estrangular el pozo o i separar el crudo.

I •La zona petrolera KU MALOOB ZAAP comprende, entre otros, los pozos BACAB y LUM. Las condiciones del pozo BACAB son las siguientes : crudo se encuentra a temperatura de 50 a 60 °C. crudo de BACAB tiene 17.2 grados API. crudo de BACAB tiene aproximadamente un 50% de agua. es un pozo petrolero que trabaja en condiciones es de producción. Para que un desemulsificante de los isten normalmente en el mercado funcione, el crudo debe presentarse a una temperatura de alrededor de 50 °C. Por i ello, en BACAB se puede inyectar un desemulsificante especifico. pozos LUM y BACAB se encuentran conectados, de modo tal qúe cuando se transporta el crudo de LUM a BACAB (como la tubería está dentro del lecho marino) , en una distancia de sólo 5 kilómetros el crudo se enfría y pasa de estar a una temperatura de 60°C a una de 25 a 30°C. Por ello, es i necesario inyectar un desemulsificante en BACAB y otro en LUM (cada uno con una formulación diferente por las características distintas de cada pozo) , ya que en cierto punto los crudos de LUM y BACAB se juntan y de nada serviría separar el agua del crudo en un pozo si cuando se junta con eí crudo del otro, el crudo volverá a tener agua.

Un barril de crudo, de acuerdo con las especificaciones I internacionales de calidad de petróleo, no puede tener más de i 0 L 5 % de agua, por ello, si el crudo que sale del pozo tiene i más de este porcentaje, no podrá venderse (ello origina la necesidad de inyectar desemulsificantes para que el crudo salga a superficie con la menor cantidad de agua posible) .

En la patente MX245434, "COMPOSICION MEJORADA I DESEMULSI FICANTE PARA MEZCLAS DE CONDENSADOS DE HIDROCARBUROS LIGEROS-AGUA", se describe una composición para deshidratar I lós condensados producidos, el cual incluye alto contenido de I material inorgánico confinado en el orgánico. El producto esta constituido de tres surfactantes básicos, que actúan cpmo rompedores de emulsión condensado de hidrocarburos ligeros-agua, estos componentes están disueltos en una mezcla i I dis solventes, siendo uno aromático y el otro, un alcohol. La ß j combinación de estos surfactantes básicos, da como resultado I un producto terminado para romper la emulsión condensado de hidrocarburos ligeros- agua.

"UNA COMPOSICION MEJORADA DE UN SER UTILIZADO EN LA DESHI DRATACION DE SALIR DE LOS POZOS", proporciona un aditivo para humectar los sedimentos, romper la emulsión y i dispersar la parafina, para deshidratar y disminuir al máximo I la sal y el agua del crudo a temperatura ambiente mediante asentamiento en tanques, para ser enviado a su procesamiento i a¡ refinería, cuya novedad reside en la formulación de compuestos que superan en comportamiento y economía a los aditivos, seleccionando los componentes óptimos como son rompedor de emulsión dispersante de parafinas, reductor de i sal y fijador de interfase.

Por su parte la patente MX242671 "COMPOSICION DESEMULSIFICANTE MEJORADA PARA REALIZAR EL ROMPIMIENTO DE LA i EMULSION DE CONDENSADO CON AGUA DURANTE LA SEPARACION DE GAS EN POZOS", proporciona un aditivo para humectar la sal y los sedimentos, romper la emulsión para deshidratar y disminuir al máximo el agua del condensado a temperatura ambiente i médiante asentamiento en tanques, para ser enviado a su procesamiento al complejo petroquimico, cuya novedad reside e la formulación de compuestos que superan en comportamiento y i economía a los aditivos actuales, para lo cual se realizó la evaluación de cada uno de los componentes en pruebas a laboratorio, para seleccionar los componentes óptimos son: rompedor de emulsión, fijador de interfase y ador de agua. a patente MX165226, "COMPOSICION DESEMULS I FICANTE MEJORADA", se hace referencia a una composición désemulsificante mejorada, caracterizada porque comprende los siguientes componentes en los porcentajes en volumen que se i†dican; tensoactivo con núcleo de etilen diamina 10-30 por ciento, tensoactivo con núcleo de propilenglicol 10-30 por i ciento, tensoactivo con núcleo de resina fenólica 5-25 por i ciento, aromáticos pesados 20-50 por ciento y alcohol alifático 5-20 por ciento. i Yjen la patente MX163794, "COMPOSICION DESEMULSI FICANTE PARA TRATAMIENTO DE CRUDO MARINO LIGERO", se describe una composición désemulsificante para el tratamiento de crudo marino ligero, caracterizado porque se encuentra constituida I por: amidas propoxi-etoxiladas de peso molecular del orden de 1800 a 2200 en una proporción de 26 a 36 partes en peso; i gíicol polioxietilado de peso molecular del orden de 2200 - 2600 en una proporción de 7 a 12 partes en peso; dietanol i I amida de ácidos grasos de peso molecular del orden de 7800 a i 8300 en una proporción de 3 a 6 partes en peso, resina I fenólica oxialquilada de peso molecular del orden de 1600 a 2800 en una proporción de 3 a 7 partes en peso; ácido dodecil béncen sulfónico en una proporción de 0 . 5 a 1 . 5 partes en i peso; y el resto hasta complementar 100 partes en peso de una mezcla de solventes alquilarilicos o aromáticos pesados.

I entemente la solicitud mexicana número de serie YU/a/20 C 5 / 000007 , denominada " DESEMULSI FICANTE SOLUBLE PARA PETROLEO TIPO PESADO Y EXTRAPESADO" , describe un producto I i desemulsificante soluble para petróleo, el cual es una I formulación soluble en aceite y dispersable en agua, diseñado i específicamente para el rompimiento de emulsiones y deshidratación de aceite crudo tipo Maya, que contienen ¦ agentes emulsificantes diversos, orgánicos e inorgánicos, tales como parafinas, asfáltenos, resinas, sales minerales, etjc, esta constituido a base de una mezcla de diversos i intermedios seleccionados mediante la técnica de prueba de botella de muestras representativas de crudo.

I Igualmente la solicitud MX/a/2012 /008692 intitulada I DESEMULSIFICANTES Y METODOS PARA SEPARAR USAN LAS MISMAS" provee una composición desemulsificante que comprende una mezcla de a) una emulsión; y¡ b) una cantidad efectiva de desemulsificante de un poliéter de silicio no. entrelazado. También provee un método para separar emulsiones usando la composición desemulsificante j tratada .

DE LA INVENCIÓN de los objetos de la presente invención proporcionar una composición desemulsificante mejorada para deshidratar i crudos extraídos de pozos de explotación, para ser déshidratados y permitir la entrega a la refinería. segundo objeto de la presente invención es proporcionar composición mejorada para romper la emulsión de agua y a'peite (crudo) contenida en el pozo petrolero en menor tiempo I qúe otros productos disponibles en el mercado, precisamente para facilitar la expulsión del crudo por el pozo. i I I ESPECIFICACIÓN DE LA INVENCIÓN i El aditivo desemulsificante, ha sido diseñado de tal manera qüe la dosificación de sus componentes es muy baja en comparación a otros desemulsificantes a base de solamente bases orgánicas, de esta forma comprende los siguientes productos : 1 I r componente que contiene del 75 al 81% de una lada de fenol formaldehido; del 11 al 19% de i Xilenos, del 3 al 6% de Aromáticos pesados de petróleo y del I I lial 2% etilbenceno.

I I I B) .- Un segundo componente consistente de una resina alcoxilada de alquilfenol formaldehido con una densidad de 8^5 lb/galón; una densidad menor a 1; punto de inflamación (tCC) mayor a 150°C.

C) .- Un tercer componente del tipo poliéter poliol, con una gravedad especifica a 60°C de 1.02; densidad de 8.5 lb/galón; i ¦ n idad de vapor (Ar=l) menor a 1; punto de inflamación (TCC) mayor a 400°C.

En donde la composición desemulsificante comprende 90% en volumen de un disolvente de nafta aromático pesado, 5% del componente A; 2.5% del componente B y 2.5% del componente C.

Siendo entonces que la composición del desemulsificante corresponde a una composición que contiene únicamente el 10% djs activo y el resto de un disolvente. que presenta esta formulación frente a las del estado de la técnica son: trabaja a la misma temperatura que todos los desemulsificantes (50 a 60 °C) , otros desemulsificantes tardan en romper la molécula de emulsión en aproximadamente 2 a 3 horas. La fórmula de la presente invención logra romper la emulsión en aproximadamente 30 minutos . j b) Con el desemulsificante de la presente invención la i i dosificación de los productos es muy baja en comparación a ¡ otros desemulsificantes . i i Para evaluar la eficiencia del producto obtenido se utiliza el Método de la Prueba de Botella, con el cual se simula un tanque deshidratador (Gum-Barrel) , siendo una medición de la i concentración de agua después de la separación.

I . - El Método de la Prueba de Botella consiste en efectuar primeramente el corte de agua del crudo, el cual se determina i mediante la mezcla de 50 partes (vol) de una muestra de petróleo crudo con 50 pates (vol) de xilenos y con i desemulsificante altamente eficiente (Knockout dropper) en t dosis suficiente para separar completamente el agua del crudo. Después se centrifuga a 3600 rpm durante 5 minutos y I sé determina la cantidad de agua presente en la muestra, I corte de agua.

En las pruebas de botella se colocan 100 mi de aceite crudo, se agitan vigorosamente ya continuación se colocan en baño i maria a la temperatura determinada y durante el tiempo característico de los separadores de campo. Se determina por observación directa la cantidad de agua separada, las botellas están graduadas, a intervalos de tiempo de 15 minutos. Al final del proceso de separación se obtiene la fase acuosa separad del crudo y una interfase de emulsión agua/aceite. Se toma una muestra del crudo cercana a la i I interfaz agua/aceite sin perturbar o mezclar a la misma. La müestra de crudo se divide en dos partes iguales en volumen; upa primera muestra se mezcla a volumen igual con xilenos en uiji tubo graduado de centrifuga a 3600 rpm. Se agita se centrifuga a 3600 rpm durante 5 tiempo se toma la lectura de agua separada (Wl, agua libre) . ? la segunda muestra de crudo se lé agrega la cantidad determinada de desemulsificante, se agita vigorosamente y se centrifuga a 3,600 rpm durante 5 minutos, se determina la cantidad de agua separada (W2 contenido total de agua) . La diferencia entre el agua total y el agua libre, W2-W1, es la emulsión sin resolver o vigente er¾ a muestra. La comparación entre el valor obtenido con el i desemulsificante altamente eficiente (Knockout dropper)y el valor obtenido con el desemulsificante de prueba se caracteriza la eficiencia del mismo. abla 1 se muestran los resultados de la prueba de para la composición de desemulsificante objeto de la invención aplicada a una muestra de petróleo crudo proveniente del pozo BACAB conteniendo aproximadamente entre 0.2 a 1.2% de agua libre y entre 0.2 a 1.2% de agua total. i ¡ i Los resultados muestran la efectividad del desemulsificante objeto de la presente invención, pues a la temperatura de 60°C se elimina la emulsión agua-crudo en un tiempo ? aproximado de entre 15 a 30 minutos y, asi, el agua residual es posible mantenerla dentro de los estándares establecidos.

Claims (5)

1. composición desemulsificante para deshidratar crudo que sale de los pozos de explotación caracterizada porque comprende los siguientes componentes: A|.- primer componente, el cual contiene del 75 al 81% de una Resina alcoxilada de fenol formaldehido; del 11 al 19% de i Xilenos, del 3 al 6% de Aromáticos pesados de petróleo y del 1 2% etilbenceno. B)i.- segundo componente consistente de una resina alcoxilada i d^ alquilfenol formaldehido . C)j.- tercer componente que comprende un polieter poliol, con Aa gravedad especifica a 60°C de 1.02; densidad de 8.5 i lb/galón; densidad de vapor (Ar=l) menor a 1; punto de inflamación (TCC) mayor a 400°C. D) !.- un disolvente naftalenico aromático pesado. 2.¡- La composición desemulsificante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende 5.0% del componente A; 2.5% del componente B; 2.5% del componente C y 90% del disolvente naftalénico aromático pesado. 3. j- La composición desemulsificante de acuerdo con la i reivindicación 1, caracterizada porque el componente B tiene uíia densidad de 8,5 lb/galon; una densidad menor l; y punto inflamación (TCC) mayor a 150°C. 4i- La composición desemulsificante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente C tiene ui}ia gravedad especifica a 60°C de 1.02; densidad de 8.5 lb/galón; densidad de vapor (Ar=l) menor a 1; y un punto de iijiflamación (TCC) mayor a 400°C. i 5.| - La composición desemulsificante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque, a una temperatura de 60 C, logra romper la emulsión del crudo en un tiempo de entre 15 y 30 minutos.