Descripción de la herramienta Enercat, aplicaciónes y procesos
Enercat es una herramienta de fondo de pozo que previene y elmina las acumulaciónes de costras, parafinas y asfaltenos en pozos productores de petróleo y gas. Después de su instalación, se hacen innecesarias las labores de reacondiciónamiento tales como raspado con cable o la circulación de aceite caliente o productos químicos, con la consiguiente reducción en las costos de operación y estabilización de los volumenes de producción. La herramienta Enercat tiene las mismas dimensiones de un pup joint estandar de 4 pies, con la adición de una faja cilíndrica que contiene compuestos de cuarzo.
Para ilustrar los ahorros substanciales obtenidos a través del uso de la herramienta, a continuación se dan los parametros de producción de un pozo situado en la zona Pembina, provicia de Alberta, durante dos periodos de 10 meses cada uno. En el primer periodo, para controlar la acumulación de parafina, la compañía trató el pozo con una combinación de bombeo de productos químicos, aceite caliente y labores de reacondiciónamiento con equipo de torre. Al combienzo del segundo periodo se se instalo una herramienta Enercat como única medida.
| Producción de crudo | Costos de operación | Costos de reacondiciónamiento | ||
| Primer periodo | 1887 barriles | $11,215 | $18,335 | (diez meses) |
| Segundo periodo | 2366 barriles | $9,029 | ninguno | (diez meses) |
| Cambios | + 480 barriles | - $2,186 | - $18,335 | |
| Cambo en porcentaje | + 25% | - 19% | - 100% |
Para-Tech Inc. es una compañía canadiense con sede principal en la ciudad de Calgary, provincia de Alberta y cuenta con oficinas de representación en 20 paises productores de petroleo. Desde 1993 se han instalado más de 300 herramientas Enercat en el Canada, demostrando su efectividad en la prevención y remoción de costras, parafinas y asfaltenos.
El material activo de la herramienta Enercat esté constituido por una combinación de cristales de cuarzo y aleaciónes metélicas encerrados en una aleación de aluminio. Los cristales están dispuestos de tal manera que al ser sometidos a fluctuaciónes de presion, estos generan una corriente micro voltaica directa. Además, en presencia de flujos turbulentos durante la producción del pozo, los cristales irradian ondas electomagnéticas a razon de 550 ondas cm-1(2x1013Hz), cercanas al extremo del espectro infrarojo. Estas ondas pasan al fluido en producción a través de la tubería.
Las herramientas Enercat han sido disenadas
para utilización en pozos que producen a través
de cualquier sistema de bombeo, con excepción de las bombas
electo sumergibles; (el fuerte campo eléctico generado
por estas bombas interfiere con la energia de la herramienta Enercat).
Al instalar herramientas Enercat en pozos de flujo natural, es
necesario adiciónar inductores de turbulencia para asegurar
el flujo turbulento requerido.
Cada pozo requiere de diseño especifico respecto a la ubicación
y número de herramientas Enercat; sin embargo, normalmente
las herramientas se instalan como junta de cola, debajo del niple
de asiento de la bomba. El número de herramientas Enercat
requeridas dependerá del volumen de producción de
cada pozo. Las tablas de instalación pueden ser utilizadas
como referencia. Otra tabla contiene las especificaciónes
detalladas de las herramientas Enercat de diferentes tamaños.
Las ondas electomagnéticas producidas por la herramienta Enercat son similares a la energía vibratoria de las moléculas de agua en presencia de iones cargados. Por ejemplo en aguas susceptibles a la deposición de costras debido a la presencia de Ca(HC03)2, los iones de calcio (Ca++) hacen enlaces con los polos negativos de las moléculas de agua. El diagrama a continuación muestra el enlace entre seis moléculas de agua y un ion de calcio (fig 1.3). La energía adiciónal aportada por la herramienta Enercat es absorbida por las moléculas de aqua enlazadas. Al absorber suficiente energía, las moléculas se separan del complejo covalente calcio-agua (fig. 1.4). Estas moléculas de agua que retendrán parte del carácter bipolar inducido, se realinearan en estructuras lineares (fig. 1.5). Las estructuras se comportarán como centros de atracción que promueven la creación de hojuelas de carbonato de calcio ( CaCO3 ). La consecuencia de esto a nivel macroscópico es que las costras se forman dentro de la solución y no en las paredes de la tubería. Estas estructuras permanecen estables por largo tiempo y solo son afectadas por interferencias eléctricas o magnéticas fuertes.
Al igual que las moléculas de aqua asumen diferentes posiciónes intermoleculares dependiendo de las condiciónes, los hidrocarburos se presentan en diferentes fases pero con estucturas moleculares mucho más complejas. El comportamiento de la herramienta Enercat en presencia de hidrocarburos es similar al que tiene en presencia de aqua. Es decir, el aporte de energía adiciónal dentro de un sistema crea una situación en que las moléculas bipolares (ya sean inducidas or permanentes) son liberadas del complejo covalente y reorganizadas en estructuras que se comportan como centros de atracción. Las moléculas de parafina y asfalteno, al adherirse a estas estructuras se mantienen en suspension sin adherirse a la paredes de los tubos.
El H2S tiene efecto corrosivo sobre el interior de las tuberías. El sulfuro de hierro resultante de este proceso forma una estructura cristalina que impide el paso de las ondas generadas por la herramienta Enercat. Para evitar este problema, el interior de todas las herramientas Enercat es recubierto con una resina de avanzada formulación, la cual previene esta deposición y permite que las ondas provenientes de la herramienta pasen al fluido. Además, por tener una estructura similar a la del aqua, el H2S absorbe muy bien las ondas de la herramienta Enercat; disminuyendose la cantidad energia que es absorbida por el qua y el petroleo, por lo cual resultan menos estructuras bipolares. Como consecuencia de esto, en pozos donde hay H2, es necesario instalar una mahor cantidad de herramientas Enercat para tratar volúmenes determinados de fluido. Por otra parte, la efectividad de las herramientas puede disminuir a largo plazo (es posible que se formen acumulaciónes de parafina sobre las lineas de flujo). Sin embargo, cada instalación es diseñada para prevenir las deposiciónes sobre el borde del pozo.
La herramiente Enercat representa un avance significativo en la optimización de la produción, permitiendo la reducción de los costos de operación y la establización de los niveles de producción. Los representantes de Para-Tech están a su disposición para suministrale servicio y apoyo técnico excepciónales con el fin de lograr los tangibles beneficios que se obtienen al aplicar esta tecnologia.
Documentación cientifica: "Novedosas estructuras estables en aqua", Dr. Shui-Yin Lo; Visitante Asociado, Departmento de Quimica, Instituto Californiano de Tecnologia.