FORMAÇÃO DE HIDRATOS EM PERFURAÇÕES DE POÇOS EM ÁGUAS PROFUNDAS E ULTRA PROFUNDAS

FORMAÇÃO DE HIDRATOS EM PERFURAÇÕES DE POÇOS EM AGUAS PROFUNDAS E ULTRA PROFUNDAS

Ilean José Ferreira lima Verçosa (1); Vitória Camila Paixão dos Santos (1); Fabrícia Medeiros Santandrea (2); Marcos Alexandre Lopes Silva (3); Jaceguai Soares Da Silva (4).

Centro Universitário Tiradentes – UNIT –AL. [e-mail]

Resumo: Os hidratos são estruturas cristalinas com aparência de um cristal de gelo, que se formam na presença de água e, principalmente, de hidrocarbonetos de baixa massa molecular e sob condições de alta pressão e/ou baixa temperatura. As condições para a formação de hidratos são semelhantes àquelas presentes em operações de perfuração de poços e produção de óleo em águas profundas e ultra profunda e também em locais onde baixas temperaturas são frequentes. Com o objetivo de aumentar os conhecimentos foram utilizados para a pesquisa técnicas metodológicas de pesquisas bibliográficas tais como: livros, artigos científicos e internet para realização do estudo sobre a formação de hidratos dutos de óleo e gás em aguas ultra profundas. Coletados os dados, foram elaborados os conteúdos teóricos e representação em imagens para melhor entendimento e visualização a fim de demonstrar essas etapas sobre o tema abordado, bem como o conhecimento adquirido. Como resultado foi produzido uma pesquisa de base científica, especificando de forma clara a formação química dos hidratos, seus prejuízos à produção e formas de redução de sua formação como a utilização de inibidores que irão retardar a nucleação das moléculas.

Palavras-chave: Hidratos, Aguas ultra profundas, Inibidores.

Introdução

A prospecção de petróleo vem ocorrendo em áreas de acesso cada vez mais difícil, especialmente em aguas profundas e ultra profundas. E nesse ultimo caso, a necessidade de longos dutos por onde escoa o petróleo e a existência de baixa temperatura tornam a produção de petróleo mais complicada. Problemas como deposição de parafinas e asfaltenos e formação de plugs de hidratos dificultam bastante o escoamento do petróleo e por muitas vezes o impedem.

Os hidratos são estruturas cristalinas com aparência de um cristal de gelo, onde dois ou mais componentes associados sem ligação químicas covalentes, essa associação ocorre por meio de um completo encapsulamento de um tipo de molécula por outra. Que se originam através da junção da água com gases de baixo peso molecular ou hidrocarbonetos de cadeias curtas, submetidos a determinadas condições de pressão e temperatura de até 310 K ou 36,85ºC. A estrutura básica do hidrato é uma molécula de metano aprisionada em armadilhas formadas por moléculas de água ligadas um ás outras, em uma estrutura rígida, sendo muito semelhante ao gelo.

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O tempo de iniciação da formação dos hidratos é a partir do momento em que há um contato entre a água e o gás até o instante de detecção da formação completa de hidrato no sistema. Ocorre uma supersaturação na interface água/gás, deste modo é o local mais possível de haver a formação dos mesmos. A formação dos hidratos é um mecanismo que depende basicamente do tempo, este conceito é importante quando se desejam evitar ou atrasar sua formação num risers que são grande tubo usado para encapsular equipamentos de perfuração durante operações submarinas de petróleo e gás ou num poço de petróleo.

Trata-se de cristais formados pelos componentes de gás natural em presença de água. Os hidrocarbonetos ficam encapsulados em uma estrutura cristalina de hidratos, isto é, presos no interior da estrutura. Isso explica o favorecimento da formação de hidratos com moléculas de metano e etano (moléculas de pequeno tamanho). (Ferreira e Saraiva 2011)

Os hidratos são formados durante o escoamento de gás ou óleo contendo obrigatoriamente gás e água, dentro dos tubos. Para que ocorra a formação de hidratos é necessário que tenha alta pressão, baixas temperaturas, água e gás. A formação de hidratos ocorre quando a água, através de forças de ligação de hidrogênio, conforma-se de modo a formar um retículo cristalino que, para ser estabilizado, precisa englobar alguma molécula, geralmente gasosa. Sua formação se dá de uma forma diferente. Seja a formação de hidratos no escoamento de óleo, formação de hidratos no escoamento de gás e formação de hidratos durante a perfuração, completação e em testes de poços. A aglomeração de gotas e de partículas de hidratos faz com que a viscosidade do óleo aumente de forma significativa. Com o aumento da viscosidade, ocorre uma perda de cargas, um aumento na pressão, assim ocorrendo um risco de plugueamento do duto.

As possibilidades de obstrução das linhas de transporte de fluidos ocorrem em praticamente todas as operações desde a perfuração à produção de petróleo e gás. Durante a perfuração, quando a trajetória do poço atravessa um reservatório de gás, parte do gás incorpora-se ao fluido de perfuração. Esta condição se torna mais crítica por que além de absorver gás o fluido tem capacidade de incorporar sólidos de granulometria fina gerados durante a perfuração. (DE ANDRADE, 2009).

Por muitas vezes a produção é parada para remover plugues de hidrato de tubulações assim, consequentemente ocorrendo a perda da produção. Neste sentido, este trabalho objetiva reconhecer as características, condições de formação e as causas da presença de hidratos em decorrência do seu surgimento.

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Metodologia

Para tanto, estudo de revisão bibliográfica foi realizado em revistas/periódicos voltados para esta linha de pesquisa. Pesquisas quais pode-se entender que hidratos são substâncias que são normalmente gasosas à temperatura ambiente.

Resultados e Discussão

Dentre as formações de hidratos, pode-se observar a formação de hidratos no escoamento de óleo, onde a formação de hidratos se inicia na fase aquosa emulsionada no óleo. A água, ao entrar em contato com o gás forma uma película de hidrato, inicialmente não rígida, que isola a fase água da fase óleo. Com o decorrer do tempo esta película vai ficando mais fina, essa aglomeração pode formar um plug de hidratos. Como mostra a figura 1, a seguir.

Na fase líquida, são formados os cristais de hidratos individuais.