Multi-solid model modified to predict paraffin precipitation in petroleum fluids at high temperatures and pressures

  • Juan Carlos M. Escobar Remolina Ecopetrol S.A. - Superintendencia de Yacimientos, Bogotá, Colombia
  • Wilson Barrios Ortiz Ecopetrol S.A. - Superintendencia de Yacimientos, Bogotá, Colombia
  • Gildardo Santoyo Ramírez Gems Ltda, Bucaramanga, Santander, Colombia
Palabras clave: modelo multi-sólido, precipitación de parafinas, elevadas presiones y temperaturas, aseguramiento del flujo

Resumen

En el presente trabajo se ha modificado una estructura termodinámica para el cálculo del punto de nube, de fluidez y cantidad de cera precipitada en un amplio rango de condiciones de temperatura, composición y altas presiones. El modelo se fundamenta en una combinación de los conceptos de
solución ideal, caracterización del fluido y de formación de fases sólidas múltiples empleando ecuaciones de estado cúbicas (EDEC). Los datos experimentales usados para probar la capacidad de predicción del modelo y su potencialidad tienen características variadas: sistemas sintéticos de series continúas de alcanos pesados, series discontinuas y fluidos del petróleo vivo y muerto con fracciones indefinidas como C7+, C10+, C20+, y C30+. Las muestras se tomaron de la literatura, fluidos de petróleos de los principales yacimientos Colombianos y algunas muestras de fluidos Bolivianos. Los resultados que se presentan en este trabajo muestran desviaciones mínimas entre los datos experimentales y los calculados con el modelo. Lo anterior permite por tanto, un avance en la toma de decisiones para aseguramiento del flujo en yacimiento, pozos y facilidades de superficie en la industria petrolera.

Referencias bibliográficas

Barker, K. M., Bliger, J. M. , Hake, K. & Sallee, D. C. (2003). Paraffin Problems in Gás Systems. SPE Soc. Of Pet. Engrs., Pittsburgh, Pennsylvania. SPE 84827.

https://doi.org/10.2118/84827-MS

Barker, K. M., Sharum, D. B. & Brewer D. (1999). Paraffin Damage in High Temperature Formations, Removal and Inhibition. SPE Soc. Of Pet. Engrs., Oklahoma, Oklahoma. SPE 52156.

Dauphin, C., Daridon. J. L., Coutinho, J., Baylère, P. & Potin - Gautier, M. (1999). Content Measurements in Partially Frozen Paraffinic Systems. Fluid Phase Equilibria, 161: 135-151. https://doi.org/10.1016/S0378-3812(99)00155-7

Dalirsefat, R. & Feyzi, F. (2007). A thermodynamic model for wax deposition phenomena. Fuel, 86: 1402-1408. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2006.11.034

Erickson, D. D., Niesen, V. G. & Brown, T. S. (1993). Thermodynamic Measurement and Prediction of Paraffin Precipitation in Crude Oil. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, TX, October 3 - 6. SPE, 26604. https://doi.org/10.2118/26604-MS

Escobar-Remolina, J. C. M. (2006). Prediction of Characterics of Wax Precipitation in Synthetic Mixtures and Fluids of Petroleum: A New Model. Fluid Phase Equilibria, 240 (2): 197-203. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2005.12.033

Escobar-Remolina, J. C. M. & Pelaez C.V. (2000). Informe Interno, Ecopetrol S.A.-Instituto Colombiano del Petróleo (ICP). Cod. 13040.

Fagin, K. M. (1945). Automatic Scrapers Used in West Edmond Oil Wells. Pet. Eng., June.105.

Ford, P. E., Ell, J. W. & Russell R. J. (1965). Frequent Pigging Helps Move Waxy Crude Below Its Pour-Point.Oil & Gás J., May 10, 183 - 189.

Gonzáles, D. L., Jamaluddin, K. M., Solbakken, T., Hirasaki, G. J. & Chapman, W. G. (2007). Impacto Flow Assurance in the Development of a deepwater Prospect. SPE Soc. Of Pet. Engrs., Anaheim, California. SPE 110833. https://doi.org/10.2118/110833-MS

Hansen, A. B., Larsen E., Pedersen, W. B. & Nielsen A. B. (1991). Wax Precipitation from North Sea crude Oils. 3. Precipitation and Dissolution of Wax Studied by Differential Scanning calorimetry. Energy & Fuels, 5 (6), 914 - 923. https://doi.org/10.1021/ef00030a021

Hansen, J. H., Fredenslund, Aa., Pedersen, K. S. & Ronningsen, H. P. (1988). A Thermodynamic Model For Predicting Wax Formation in Crude Oils. AIChE Journal, 34: 1937-1942. https://doi.org/10.1002/aic.690341202

Hong-Yan J., Bahman T., Ali D. & Adrian, C. T. (2004). Wax phase equilibria developing a thermodynamic model using a systematic approach. Fluid Phase Equilibria, 216: 201-217. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2003.05.011

Lira-Galeana C., Firoozabadi A. & Prausnitz J. M. (1996). Thermodynamics of Wax Precipitation in Petroleum Mixtures. AIChE Journal, 42 (1): 239.

https://doi.org/10.1002/aic.690420120

Martos, C., Coto, Baudillo., Espada, J. J., Robustillo, M. D., Gómez S. & Peña, J. L. (2008). Experimental Determination and Characterization of Wax Fractions Precipitated as a Function of Temperature. Energy and Fuels, 22: 708 - 714. https://doi.org/10.1021/ef7003927

Nichita, D. V., Gousl, L. & Firoozabadi, A. (2001). Wax Precipitation in Gas Condensate Mixtures. SPE 74686, SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, TX. https://doi.org/10.2118/74686-PA

Pan, H., Firoozabadi, A. & Fotland, P. (1996). Pressure and Composition Effect on Wax Precipitation: Experimental Data nd Model Results. SPE 36740, SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver, CO. SPE 110833.

Pauly, J., Dauphin, C. & Daridon, J. L. (1998). Liquid-Solid Equilibria in a Decane + Multi-ParaffinsSystem. Fluid Phase Equilibria, 149, 191.

https://doi.org/10.1016/S0378-3812(98)00366-5

Pedersen, K. S. (1993). Prediction of Cloud Point Temperatures and Amount of Wax Precipitated. Soc. Pet. Eng., Richardson, TX. SPE 27629.

Pedersen, K. S. & Christensen P. L. (2007). Phase behavior of petroleum reservoir fluids. Boca Raton, USA : CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781420018257

Pedersen, K. S. & Skovborg, P. (1991). Wax Precipitation from North Sea Crude Oils. 4. Thermodynamic Modeling. Energy & Fuels, 5: 924- 932.

https://doi.org/10.1021/ef00030a022

Pedersen, W. B., Hansen, A. B., Larsen, E., Nielsen, A. B. & Roenningsen, H. P. (1991). Wax Precipitation from North Sea Crude Oils. 2 Solid-Phase as Function of Temperature Determined by Pulsed NMR. Energy and Fuels, 5: 908-13. https://doi.org/10.1021/ef00030a020

Pedersen, W. B., Hansen, A. B., Larsen, E. & Nielsen, A. B. (1991). Wax Precipitation from North Sea Crude Oils. 2. Solid-Phase Content as Function of Temperature Determined by Pulsed NMR. Energy & Fuels, 5:913. https://doi.org/10.1021/ef00030a020

Peláez C. V. & Escobar-Remolina J. C. M. (1995). Un simulador para el estudio del comportamiento de fases basado en la ecuación de estado de soave y cálculos de balances de materia. CTYF, Ciencia, Tecnología y Futuro, 1 (1): 83-94.

Peng, D. & Robinson, D. (1976). A New two-constant equation of state. Eng. Chem. Fund. April 28. 59-64. https://doi.org/10.1021/i160057a011

Prausnitz, J. M., Lichtenthaler, R. N. & Azevedo, E. G. (1986). Molecular Thermodynamics of Fluid Phase Equilibria. NJ, USA :Prentice-Hall Inc.

Reddy, S. R. (1986). A Thermodynamic Model for Predicting n-Paraffin Crystallization in Diesel. Fuel, 65: 1647-1652. https://doi.org/10.1016/0016-2361(86)90263-2

Riazi, M. R. & Al-Sahhaf, T. A. (1995). Physical Properties of n-Alkanes and n-Alkylhydrocarbons: Applications to Petroleum Mixtures. Ind. Eng. Chem. Res. 34: 4145.

https://doi.org/10.1021/ie00038a062

Riazi, M. R. & Al-Sahhaf, T. A. (1996). Physical properties of heavy petroleum fractions and crude oils. Fluid Phase Equilibria, 117: 217-224.

https://doi.org/10.1016/0378-3812(95)02956-7

Ronningsen, H. P., Somme, B. F. & Pedersen, K. S. (1997). An improved themodynamic model for wax precipitation: experimental foundation and application. 8th International Conference on Multiphase 97, Cannes, France .

Ronningsen, H. P., Bjoerndal, B., Hansen, A. B. & Pedersen, W. B. (1991). Wax Precipitation from North Sea Crude Oils. 1. Crystallization and Dissolution Temperatures, and Newtonian and Non-Newton Flow Properties. Energy and Fuels, 5: 895 - 908. https://doi.org/10.1021/ef00030a019

Smith, J. M., Van Ness, H. C. & Abbott, M. M. (1996). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. Chapter 14. McGraw-Hill.

Vafaie-Safti, M., Mousavi-Dehghani, S. A. & Mohammad-Zadeh Bahar, M. (2000). Modification of multisolid phase model for prediction of wax precipitation: a new and effective solution method. Fluid Phase Equilibria.173: 65. https://doi.org/10.1016/S0378-3812(00)00405-2

Whitson, C. H. (1983). Characterizing Hydrocarbon Plus Fractions. Soc. Pet. Eng. J., 23: 683 - 694. https://doi.org/10.2118/12233-PA

Won, K. W. (1986). Continous Thermodynamics for Solid Solution - Liquid - Vapor Equilibria: Wax Phase Formation From Heavy Hydrocarbon Mixtures. Fluid Phase Equilibria, 30: 265 - 279. https://doi.org/10.1016/0378-3812(86)80061-9

Cómo citar
Escobar Remolina, J. C. M. ., Ortiz, W. B., & Santoyo Ramírez, G. (2009). Multi-solid model modified to predict paraffin precipitation in petroleum fluids at high temperatures and pressures. CT&F - Ciencia, Tecnología Y Futuro, 3(5), 35–51. https://doi.org/10.29047/01225383.448

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.
Publicado
2009-12-31
Sección
Artículos de investigación científica y tecnológica

Métricas

QR Code