WO2012002790A1 - Compuesto aditivo para petróleo manejador de asfaltenos - Google Patents

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Definitions

  • Asphaltenes are considered as a fraction of heavy oil that can be soluble and are in colloidal suspension, dispersed in continuous phase and surrounded by micellar resins.
  • the resins are responsible for keeping asphalts apart keeping the system stable.
  • the present invention provides an innovative additive compound that can be used for the handling of these asphalts, thus allowing the improvement of heavy crude, increasing the production of oil wells and improving pipeline transport. DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • Figure 1 shows the representation of the composition of the oil with asphaltenes normally distributed without any physical or chemical involvement.
  • Figure 2 shows a representation of modified asphaltenes forming clusters causing alterations in heavy oil.
  • Methyl Palmitate 5.5% Methyl Suspension Hexadecanoate asphalt
  • This additive compound prepared at a temperature of 25 ° C has the following characteristics:
  • the dosage of the additive compound asphaltene will depend on the physical characteristics of the oil where it will be applied. Another additional variable that influences the dosage is the cost that you want to add to each barrel of oil to be treated.
  • this additive compound produces a permanent effect on heavy oil, where the viscosity reduction does not have any reversible effect, such as heating or steam injection methods, where the physical properties of the oil return to his initial state that he had before treatment.

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Abstract

Esta invención se refiere a la fabricación y uso de un compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, que al aplicarlo en petróleo pesado, logra que los asfáltenos se mantengan en suspensión o se disuelvan, produciendo un efecto de reducción de viscosidad, permitiendo así evitar la formación de precipitación de conglomerados asfalténicos en los pozos petroleros, tanques de almacenamiento, así como también evitando la obstrucción de ductos. Los componentes de este nuevo compuesto aditivo, logran un acoplamiento molecular tal que el liquido final puede ser misible en todo tipo de petróleo. En la actualidad existen modelos de solubilidad con el uso de diferentes métodos para el manejo de asfáltenos, algunos de ellos utilizan solventes que generan otros problemas a la estabilidad física y química del petróleo, y en otros casos, como por ejemplo el uso de vapor o calentamiento, se vuelve una solución temporal ya que al final regresa el petróleo a las condiciones iniciales, debido a que se utilizan procesos reversibles.

Description

COMPUESTO ADITIVO PARA PETRÓLEO MAN EJ ADOR DE
ASFALTENOS
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como es bien conocido, el petróleo está formado por compuestos orgánicos de estructura variada y de diferentes pesos moleculares. Dichos compuestos orgánicos, es posible agruparlos en saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos. Estos últimos, representa la fracción pesada y se han incrementado en México como en el mundo, provocando problemas de producción y conversión.
Los asfáltenos, se consideran como una fracción del petróleo pesado que puede ser soluble y se encuentran en suspensión coloidal, dispersos en fase continua y rodeada de resinas en forma micelar. Las resinas son las responsables de mantener separados a los asfáltenos manteniendo al sistema en estabilidad.
Cuando existe alguna perturbación físico-química en el campo petrolífero, como sucede comúnmente en la producción de pozos, provoca que la concentración de las moléculas de la resina sufra cambios, ocasionando que estas abandonen la micela, alterando la estabilidad de los asfáltenos que se encuentran suspendidos en el petróleo provocando que las fuerzas repulsivas de los asfáltenos se debiliten, generándose una interacción mutua entre asfáltenos. (
La presente invención provee un innovador compuesto aditivo que puede ser utilizado para el manejo de estos asfáltenos, permitiendo así mejorar el crudo pesado, aumentando la producción de pozos petroleros y mejorando el transporte por ducto. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de este novedoso compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, se describen claramente en la siguiente descripción y en los dibujos que se acompañan.
En la figura 1 se muestra la representación de la composición del petróleo con asfáltenos distribuidos normalmente sin ninguna afectación física o química.
En la figura 2 se muestra una representación de los asfáltenos modificados formando conglomerados provocando alteraciones en el petróleo pesado.
La sola presencia de asfáltenos en el petróleo, no es indicativo de un problema en la producción de un pozo petrolero o en el transporte por ducto. En el petróleo pesado o extrapesado existe una mayor concentración de asfáltenos, y en condiciones normales suelen mantenerse estables. Pero esta estabilidad relativa, puede ser modificada si existe alguna alteración de temperatura y presión en el petróleo. En la figura 1 podemos ver de manera representativa, como se encuentran los diferentes componentes del petróleo interactuando en un sistema estable: las líneas rectas (1) y curvas (2) representan las moléculas de parafinas, los círculos negros (3) representan las moléculas aromáticas, los círculos blancos (4) representan las moléculas de resinas y las formas sólidas oscuras (5) representan las moléculas de asfáltenos.
En la figura 2 es posible observar un desequilibrio en el petróleo, cuando las partículas de asfáltenos (5) están en movimiento y se produce contacto entre ellos en áreas libres de resina (1,2) que ven modificada su concentración, quedando pegados, formando un grupo asfalténico con otras partículas individuales de tamaño variable, produciendo un fenómeno conocido como agregación, en donde los asfáltenos (5) individuales se agregan a otros individuales o a otros cúmulos, haciendo que los agregados crezcan. Conforme el proceso de agregación se presenta, el número de partículas de asfáltenos (5) individuales y cúmulos asfalténicos disminuye, debido a que los agregados se juntan formando otros más grandes y pesados. También existen algunos elementos externos, como la gravedad, adsorción, emulsiones, etc., ocasionando que las partículas y agregados asfalténicos tienda a precipitarse (6) al fondo y pegarse en las paredes de las tuberías o tanques de almacenamiento, produciéndose lo que se conoce como deposición orgánica. Los tipos de petróleo es posible clasificarlos de la siguiente manera en la tabla 1.
Figure imgf000005_0001
Tabla 1. Tipos de petróleo según sus características físicas
Como se mencionó anteriormente, el petróleo pesado y extrapesado tiene un contenido mayor de asfáltenos, por lo que un desequilibrio puede generar un problema mayor en la producción y transporte por ducto, al presentarse una deposición de fracciones pesadas, produciendo un efecto de alta viscosidad, debido a su densidad y grado API.
Para poder mejorar el control de los asfáltenos, se preparó un compuesto aditivo que está formado por las siguientes sustancias que se muestran en la tabla 2. Componente Cantidad Nombre Químico Efecto en el Petróleo
Tolueno 50 % Metil Benceno Disolución de asfáltenos
Oleato de metilo 21 % Cis-9- Suspensión de octadecenoato de asfáltenos
metilo
Linoleato de metilo 21.5 % 9,12- Suspensión de octacecadienoato asfáltenos
de metilo
Palmitato de metilo 5.5 % Hexadecanoato de Suspensión de metilo asfáltenos
Estereato de metilo 2 % Octadecanoato de Suspensión de metilo asfáltenos
Tabla 2. Formulación del compuesto aditivo manejador de asfáltenos.
Se describe en cada elemento el efecto sobre los asfáltenos.
Este compuesto aditivo preparado a una temperatura de 25 °C, tiene las siguientes características:
• Punto de fusión: -5 °C
· Densidad: 0.86 g/mL
Se realizó a manera de ejemplo tres dosificaciones con el compuesto aditivo, en un petróleo pesado con las siguientes características:
• Temperatura de prueba 25 °C
· Viscosidad inicial: 15,357 cP (centipoise)
• Porcentaje de sedimento: 0.1 %
• Porcentaje de emulsión: 0 %
• Porcentaje de agua: 1 % Los resultados obtenidos en la prueba se describen en la tabla 3, donde es posible observar el efecto del manejo de los asfáltenos con el compuesto aditivo, en una reducción de viscosidad de! petróleo pesado.
Figure imgf000007_0001
Tabla 3. Reducción de viscosidad con el compuesto aditivo
manejador de asfáltenos
La dosificación del compuesto aditivo manejador de asfáltenos, va depender de las características físicas del petróleo donde se va aplicar. Otra variable adicional que influye en la dosificación, es el costo que se desea agregar a cada barril de petróleo a tratar.
También es importante señalar, que este compuesto aditivo produce un efecto permanente en el petróleo pesado, donde la reducción de viscosidad no presenta ningún efecto reversible, como es el caso de métodos de calentamiento o inyección de vapor, donde las propiedades físicas del petróleo vuelven a su estado inicial que tenía antes del tratamiento.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Un compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, caracterizado por una composición de aditivo con un punto de fusión de -5 °C y una densidad de 0.86 g/mL, preparado a una temperatura de 25 °C, formulado con el 50 % de tolueno, 21 % de oleato de metilo, 21.5 % de linoleato de metilo, 5.5 % de palmitato de metilo y 2 % de estereato de metilo.
2 - Un compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, caracterizado porque tal como se describió en la reivindicación 1 , dicho compuesto aditivo al aplicarlo en el petróleo pesado y extrapesado estabiliza los asfáltenos manteniéndolos en suspensión, evitando la formación de agregados asfáltemeos y su precipitación hacia el fondo de pozos o tanques de almacenamiento.
3.- Un compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, caracterizado por que tal como se describió en la reivindicación 1 , dicho compuesto aditivo al aplicarlo en el petróleo pesado y extrapesado tiene la capacidad de disolución de asfáltenos.
4/ Un compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, caracterizado porque tal como se describió en la reivindicaciones 2 y 3, dicho compuesto aditivo produce un efecto de reducción de la viscosidad medida en centipoise (cP) del petróleo pesado y extrapesado, desde un 47% hasta un 81% aplicando una dosificación entre un rango del 1 % a un 5%.
5.- Un compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, caracterizado por que tal como se describió en la reivindicación 4, dicho compuesto aditivo reduce la viscosidad del petróleo pesado y extrapesado al mezclarse dentro de un pozo petrolero o durante el transporte por ducto.
6.- Un compuesto aditivo para petróleo manejador de asfáltenos, caracterizado por que tal como se describió en la reivindicación 5, la reducción de la viscosidad en el petróleo pesado y extrapesado producido con su aplicación y dosificación, es irreversible.
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