Application of a wax deposition model in oil production pipelines

• Autores: Diego Fernando Bautista Parada, David Alfredo Fuentes, Paola Gauthier Maradei, Alex Chaves Guerrero
• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 6, Nº. 1, 2015, págs. 29-42
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Aplicação de um modelo parafínico de deposiçã0 em dutos de produção de petróleo
  • Aplicación de un modelo de deposición de parafinas a tuberías de producción de crudos
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• Resumen
  • español

    El objetivo de este trabajo es estudiar el proceso de deposición de parafinas sobre la superficie interna de las tuberías de producción de petróleo y la influencia de parámetros como la velocidad de flujo y la temperatura de la pared sobre el espesor del depósito para un crudo ligero con alto contenido parafínico considerando tres condiciones de frontera sobre la pared de la tubería; dos de las cuales suponen un perfil de temperatura en la frontera, hecho que no ha sido considerado en trabajos anteriores, y la tercera un valor constante. El análisis se realizó suponiendo condiciones seudo-estables en la fase fluida. El método de diferencias finitas se aplicó para resolver el sistema de ecuaciones diferenciales y la solución se llevó a cabo numéricamente utilizando el lenguaje de programación C++. El modelo fue validado a partir de los resultados experimentales reportados por Singh et al. (2000) y posteriormente utilizados para simular el crecimiento de los depósitos de parafina como una función de la velocidad de flujo y la temperatura de la tubería. Los resultados mostraron que el aumento de la velocidad de flujo reduce el máximo espesor del depósito, pero este se extiende sobre una distancia más larga sobre la tubería cuando se considera una temperatura de pared constante o cuando se considera el gradiente de temperatura axial con pendiente positiva; mientras que se observa el efecto contrario cuando se considera el gradiente de temperatura axial con pendiente negativa.

  • português

    Esse trabalho objetiva estudar o processo de deposição de parafinas sobre a superfície interna dos tubos de produção de petróleo e a influência de parâmetros como a velocidade de fluxo e a temperatura da parede sobre a espessura do depósito para um petróleo leve com alto conteúdo parafínico considerando três condições fronteira sobre a parede do tubo; sendo que dois delas pressupõem um perfil de temperatura na fronteira, fato que não foi considerado em trabalhos anteriores, e a terceira um valor constante. A análise foi feita com a presunção de condições pseudo-estáveis na fase fluida. O método de diferenças finitas foi aplicado para a resolução do sistema de equações diferenciais e a solução foi atingida de forma numérica utilizando a linguagem de programação C++. O modelo foi validado com base nos resultados experimentais relatados por Singh et al. (2000) e posteriormente utilizados para a simulação do crescimento dos depósitos de parafina como uma função da velocidade de fluxo e da temperatura do tubo. Os resultados demonstraram que o aumento da velocidade de fluxo reduz a espessura máxima do depósito, no entanto, ele se estende sobre uma distância maior sobre o tubo quando considerada a temperatura de parede constante ou o gradiente de temperatura axial com inclinação positiva; enquanto se verifica o efeito contrário quando considerado o gradiente de temperatura axial com inclinação negativa.

  • English

    This work is aimed to study the wax deposition process on the internal surface of oil production pipelines and the influence of parameters such as flow rate and pipe wall temperature on the deposit thickness for a light crude oil with high paraffinic content considering three different temperature boundary conditions on the pipe wall; two of which assumed a profile temperature on the boundary, fact that has not been considered in previous works, and the third a constant value. The analysis was conducted assuming pseudo steady conditions on the fluid phase. The finite differences method was applied to solve the differential equation system and the solution was implemented numerically using the C++ programming language. The model was validated with the experimental results reported by Singh et al. (2000) and subsequently used to simulate the growth of the paraffin deposits as a function of flow rate and pipe temperature. The results showed that increased flow rates reduce the maximum deposit thickness, as it spreads on a longer distance in the pipe when considering a constant wall temperature or the axial thermal gradient with a positive slope, and the opposite effect is observed when considering the axial thermal gradient with a negative slope.