Affrontare la crescente sfida della produzione

Jun 10, 2024

Poiché l’industria energetica si impegna a riutilizzare l’acqua prodotta e i costi di smaltimento dell’acqua prodotta aumentano, è aumentata la necessità di misurazioni più accurate per risparmiare denaro.

La misurazione dell'acqua prodotta nel mercato non convenzionale statunitense è influenzata dalla deposizione di paraffina sui contatori che causa letture imprecise del volume di acqua prodotta. L'industria sta iniziando ad affrontare questo problema crescente applicando nuove soluzioni tecnologiche che consentono una precisione duratura al posto della manutenzione ordinaria che fornisce una soluzione temporanea.

La maggior parte dei produttori di petrolio e gas si trovano ad affrontare accumuli di paraffina sulla superficie interna dei propri misuratori di portata elettromagnetici. Questi contatori sono generalmente posizionati sul tratto dell'acqua prodotta, a valle dei separatori di produzione e di prova. La paraffina, una sostanza cerosa presente nella produzione del petrolio greggio, fuoriesce dalla soluzione mentre il fluido si raffredda dalla testa pozzo attraverso l'attrezzatura di superficie.

Man mano che il fluido viene trasportato attraverso le tubazioni, si raffredda, provocando la solidificazione della paraffina che si deposita sulle pareti dei tubi e dei flussometri. I separatori progettati per rimuovere la maggior parte della paraffina tramite il calore sono ancora suscettibili all'accumulo di piccole quantità di paraffina che potrebbero rivestire il tubo e i dispositivi di misurazione.

I misuratori di portata elettromagnetici vengono utilizzati per misurare la portata volumetrica di fluidi conduttivi nelle tubazioni, come l'acqua prodotta. Funzionano generando un campo magnetico attraverso il percorso del flusso e misurano la tensione indotta dal fluido mentre scorre attraverso il campo magnetico.

La tensione è proporzionale alla velocità del flusso e all'intensità del campo magnetico, che viene utilizzata per calcolare la portata volumetrica del fluido. I misuratori di portata elettromagnetici contengono un minimo di due elettrodi, composti da materiali ceramici o metallici a seconda del produttore. Gli elettrodi leggono la tensione indotta dall'acqua prodotta che scorre attraverso il contatore.

All'interno del misuratore è posto un rivestimento isolante tra il fluido conduttivo e il corpo metallico. Ciò isola il fluido misurato dal corpo del misuratore, impedendo al fluido di creare un cortocircuito elettrico.

L'accumulo di paraffina influisce sulla precisione e sull'affidabilità dei misuratori di portata elettromagnetici poiché si nuclea sugli elettrodi e sul rivestimento del misuratore. Nel corso del tempo, la deposizione di paraffina aumenterà attorno agli elettrodi, isolando essenzialmente gli elettrodi dal fluido. A questo punto la conducibilità del fluido viene ridotta artificialmente e il flussometro verrà sottoletto.

Se il rivestimento di paraffina sugli elettrodi diventa sufficientemente spesso, il misuratore di portata sarà completamente isolato dall'acqua prodotta, che il misuratore interpreta come portata zero. Man mano che il rivestimento di paraffina sul rivestimento aumenta, l'area della sezione trasversale del misuratore si riduce, creando una velocità del fluido più elevata che fa sì che il misuratore sovralegga la portata (Q = Av dove A è l'area della sezione trasversale del flusso e v è la sua velocità media).

I produttori di petrolio e gas potrebbero essere a conoscenza dei problemi di accumulo di paraffina nei loro misuratori di portata elettromagnetici, soprattutto se in passato hanno riscontrato problemi con misurazioni imprecise o guasti ai misuratori di portata.

Si stima che decine di migliaia di misuratori di portata elettromagnetici in servizio oggi nel mercato statunitense non convenzionale del petrolio e del gas siano suscettibili alla deposizione di paraffina. Molti operatori hanno sviluppato strategie per mitigare i problemi di accumulo di paraffina nei loro misuratori di portata, come riscaldare il misuratore per mantenere la paraffina allo stato liquido utilizzando un sistema di riscaldamento che mantenga la temperatura al di sopra del punto di fusione della paraffina.

Altre strategie includono programmi di trattamento chimico utilizzati per sciogliere l'accumulo di paraffina sugli elettrodi e sui rivestimenti, ma questi trattamenti sono costosi e richiedono tempi di inattività del misuratore. Alcune aziende possono anche implementare procedure regolari di manutenzione e pulizia per garantire che il flussometro funzioni correttamente. Tuttavia, le procedure regolari di manutenzione e pulizia richiedono molto tempo e sono costose.