Escalamiento tecnológico de un inhibidor de incrustaciones a base de gel de aloe vera para el aseguramiento de flujo en la industria de crudo y gas natural

Abstract

Las incrustaciones son depósitos secundarios constituido por compuestos químicos inorgánicos presentes en un sistema al menos hecho parcialmente por el hombre, generados por cambios en las condiciones termodinámicas, cinéticas e hidrodinámicas; bajo las cuales fluidos nativos de una Formación son producidos [1] o por incompatibilidad entre fluidos de Formación, producción e inyección, comprometiendo la integridad, buen estado y tiempo de vida útil de las Formaciones geológicas, pozos productores e inyectores, instalaciones en superficie, tuberías de producción y líneas de transmisión y distribución, traduciéndose en incrementos en los costos de operación para la industria. Con la finalidad de aportar soluciones alternativas a esta problemática se desarrollo la presente investigación con el objeto de evaluar la aplicabilidad de tecnologías no convencionales de inhibición de incrustaciones basadas en el uso de polisacáridos provenientes del gel de Aloe vera. Con este fin, se estudiaron las características físicas y químicas de diferentes geles de Aloe vera, para identificar el rango de aplicación de dichos compuestos como supresores del fenómeno de incrustaciones. Se estableció un mecanismos de acción para la inhibición del fenómeno de incrustaciones utilizando los polisacáridos presentes en el Aloe vera. Se estudió la estabilización microbiológica del inhibidor de incrustaciones a base de Aloe vera. Además, se determinó la tendencia incrustante en aguas de producción provenientes de los Distritos de Producción de PDVSA (Occidente, Oriente y Centro Sur), y se seleccionó un área para el escalamiento en campo de la tecnología de inhibición de incrustaciones a base de Aloe vera, donde posteriormente se realizó la prueba de campo. Se obtuvo que los polisacáridos presentes en los geles de Aloe vera estudiados presentan una estructura hidrocarbonada con grupos funcionales carboxílicos e hidroxílicos, siendo en solución acuosa un ácido débil con alto grado de metoxilación, que se comportan como fluido newtoniano con un peso molecular que varía según el grado de deshidratación de las muestras (70 KDa para geles hidratados y 25 KDa para geles deshidratados). El gel hidratado no resultó eficiente en la prevención de la precipitación de carbonatos de calcio pero se evidenció un cambio de morfología de los sólidos formados en presencia de él. El inhibidor de incrustaciones a base de Aloe vera presentó la formación de aeróbios mesófilos, mohos y levaduras, pudiendo ser controlado añadiendoles a la manufactura del producto preservantes comerciales de amplio espectro (concentración de 333 ppm), o la adicción de 0,1 % de ácido ascórbico, aunado con la esterilización de los envases de almacenamiento. Se determinó que el mecanismo de inhibición está descrito por el modelo caja de huevo donde ocurre una modificación de la morfología de los cristales, siendo óptimo este proceso a una concentración crítica del inhibidor de incrustaciones en la solución. El inhidor de incrustaciones a base de Aloe vera presentó eficiencias de moderada a alta en las aguas de producción de Occidente, Oriente y Centro Sur estudiadas, seleccionándose para la prueba de campo el pozo de la División Centro Sur debido a las facilidades para el seguimiento de la misma. Después de 50 días de prueba de campo no se encontró presencia de sólidos en las instalaciones del pozo verificándose la eficiencia del inhibidor en desarrollo en la prevención de la formación de los carbonatos de calcio. En conclusión, el gel de Aloe vera deshidratado es más apto para la formulación del inhibidor de incrustaciones que el gel hidratado, pudiendo ser estabilizado microbiológicamente y aplicado en distintas instalaciones de producción de PDVSA. El inhibidor de incrustaciones a base de gel de Aloe vera mostró un alto desempeño en las instalaciones del pozo durante toda la prueba de campo. Se recomendó, la realización de un estudio técnico para determinar que vía de estabilización microbiológica del inhibidor de incrustaciones a base de Aloe vera es la más rentable. Realizar pruebas de campo en otros sistemas de producción de PDVSA considerando la realización de pruebas de productividad de los pozos en estudio como parte del seguimiento de los resultados del producto.