Rompedores de emulsión

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Surfactantes de última tecnología para los procesos de deshidratación de crudo (emulsiones W/O) y tratamiento de aguas asociadas (emulsiones O/W)

Las emulsiones son difíciles de tratar y crean muchos problemas operacionales, tales como:

  • Altas viscosidades
  • Generación de altas caídas de presión en las líneas de flujo
  • Disminución en la producción de fluidos
  • Problemas en los instrumentos de medición en las plantas de separación de crudo
  • Fluidos por fuera de especificaciones

Las emulsiones, dispersadas en la masa del crudo, deben ser tratadas para remover el agua y sus sales inorgánicas asociadas, con el fin de llevar éste a especificaciones de almacenamiento, transporte y entrega, así como, para reducir la corrosión y los problemas en las facilidades de procesamiento aguas abajo.

Las emulsiones son estabilizadas por emulsificantes (agentes de superficie activa o surfactantes) que tienden a concentrarse en la interfase crudo/agua donde forman películas interfaciales (rodeando la gota). Esto generalmente lleva a una reducción de la tensión interfacial y promueve la dispersión y emulsificación de las gotas de agua en el crudo.

Los emulsificantes pueden ser:

  • Naturales como los asfaltenos, las resinas, los ácidos y las bases orgánicas
  • Añadidos como los aditivos químicos para control de corrosión, incrustaciones, etc.

La desemulsificación es el rompimiento de una emulsión en fases de aceite y agua.

Desde el punto de vista del proceso, el productor de crudo está interesado en dos aspectos de la desemulsificación:

  • La velocidad de separación
  • La cantidad de agua remanente en el crudo después de la separación

Normalmente no pueden contener más de 0.5 % BS&W y 10 lb de sal por mil barriles de crudo (PTB). Este bajo contenido de BS&W y sal es requerido para reducir la corrosión y depósitos de sales.

El proceso de desemulsificación se da en dos pasos:

  • El primero es la floculación (o agregación, aglomeración)
  • El segundo paso es la coalescencia.

Cualquiera de estos pasos puede determinar la velocidad del proceso de separación.

Por mucho, el método más común de tratamiento de emulsiones es mediante la aplicación de aditivos químicos llamados desemulsificantes o rompedores de emulsión. Estos químicos están diseñados para neutralizar el efecto emulsificante de los agentes que estabilizan la emulsión.

Los desemulsificantes son compuestos de superficie activa, los cuales al ser agregados a la emulsión migran a la interfase crudo/agua, rompen o debilitan la película rígida y mejoran la coalescencia de las gotas de agua.

Selección de los químicos desemulsificantes

Los procedimientos de pruebas para la selección de los desemulsificantes apropiados incluyen pruebas de botella, simuladores dinámicos y pruebas reales en campo.

La cantidad de químico desemulsificante a aplicar es también importante, debido a que muy poco dejará la emulsión sin romper, sin embargo, una dosis muy alta (sobre tratamiento) puede ser adverso para el proceso de tratamiento debido a que los desemulsificantes también son surfactantes tal como los emulsificantes.

Durante el tratamiento de emulsiones de crudo pesado y emulsiones producidas por recobro terciario, especialmente con la inyección de surfactantes, las tasas de inyección pueden típicamente alcanzar miles de ppm en los casos más extremos.

Los desemulsificantes generalmente son específicos para una emulsión dada y puede ser completamente inefectivos para otra emulsión.

Debido a la gran variedad de componentes presentes en el crudo no es sorpresivo que la efectividad de un desemulsificante dado, sea sensible al tipo de crudo, al proceso de adsorción y desplazamiento, así como que también sea dependiente del pH, contenido de sal y temperatura.

En SMART FLUID, desarrollamos continuamente aditivos rompedores elaborados en base a nuestra experiencia, buscando ajustarnos a las condiciones específicas de cada tipo de crudo.

Referencias bibliográficas

  • Oliveira, R. C. G., & Gonçalves, M. A. L. (2005, January 1). Emulsion Rheology - Theory vs. Field Observation. Offshore Technology Conference. doi:10.4043/17386-MS
  • Kokal, S., & Wingrove, M. (2000, January 1). Emulsion Separation Index: From Laboratory to Field Case Studies. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/63165-MS
  • Kokal, S. (2002, January 1). Crude Oil Emulsions: A State-Of-The-Art Review. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/77497-MS