Obstrucción de ductos submarinos de petróleo causado por la deposición de parafinas

Abstract

Uno de los problemas críticos encontrados por la industria del petróleo, en la producción de petróleo del fondo marino, es la deposición de parafinas con alto peso molecular en la pared interna de las líneas submarinas. Una previsión exacta del índice de deposición y de la distribución espacial de la parafina depositada, es una información fundamental para el proyecto de estas líneas. Una minuciosa revisión bibliográfica mostró que no existen suficientes informaciones para determinar cuáles son los mecanismos más relevantes, responsables por la deposición de parafinas. Siendo que, la mayoría de simulaciones numéricas disponibles en la bibliografía, utilizan el mecanismo de difusión molecular como único responsable por la deposición. En el presente trabajo se realiza un análisis numérico del proceso de deposición de parafinas utilizando el modelo de difusión molecular y se compara con datos experimentales obtenidos de un experimento simple y básico en un ducto de sección rectangular. La formulación matemática utilizada es bi-dimensional y transiente, la cual determina el índice de deposición en función del gradiente de concentración de la parafina en el petróleo. Para resolver las ecuaciones de conservación de masa, energía y de la fracción de masa juntamente con la ecuación difusiva que describe el crecimiento del depósito de parafina, se utilizó el método de volúmenes finitos. Los resultados obtenidos presentaron diferencias significativas con relación a los datos experimentales, indicando que la difusión molecular no puede ser el único mecanismo responsable por la deposición de parafina. Se verificó también que la consideración del calor latente en el balance de energía, acelera el proceso de deposición pero no influencia en la espesura final depositada, después de alcanzar el régimen permanente.