Optimización del espesor del aislante térmico en el transporte de vapor en tuberías de superficie en procesos de inyección de vapor

Abstract

En el transporte de vapor en tuberías de superficie, en los proyecto de recobro térmico, se presentan pérdidas de calor, las cuales tienen un efecto negativo sobre la calidad de vapor. Estas pérdidas generan mayor consumo de combustible para cumplir con los requerimientos de vapor esperados en cabeza de pozo, aumentando los costos del proyecto. Para dar solución a este problema, se emplea material aislante para recubrir las tuberías de superficie y de esta forma reducir dichas pérdidas. En esta investigación se desarrolló una herramienta computacional que le permita al ingeniero de procesos determinar el espesor óptimo de diferentes materiales aislantes, a partir de dos métodos para determinar pérdidas de calor como son el método de Willhite y el procedimiento según ASTM C680, complementados con el concepto de valor presente neto; y un tercer método basado en la correlación desarrollada por Bahadori y Vulthaluru. Adicionalmente esta herramienta compara la calidad obtenida en cabeza de pozo, con y sin aislamiento térmico en la tubería; además evalúa el costo total de la implementación de este tipo de material, incluyendo costos de los materiales que recubren el aislante. El uso de aislante implica un costo adicional por su implementación; sin embargo, éste se justifica gracias a la reducción de las pérdidas de energía que permite obtener una mayor calidad del vapor en cabeza de pozo; de esta manera se puede suministrar mayor energía al yacimiento para obtener una mejor respuesta de este o disminuir el tiempo de inyección para generar un ahorro de combustible. La herramienta también cuenta con un módulo para estimar el ahorro aparente en función de las pérdidas de calor. Asimismo la herramienta también permite realizar un análisis ambiental, ya que calcula las emisiones de CO2 no generadas debido al uso de aislamiento térmico, mostrando un beneficio adicional de estos materiales.