El inicio de un nuevo año es un buen momento para reflexionar sobre el pasado y analizar las metas para el futuro. En esta primera edición del 2020 de Flow Informer, lo invitamos a repasar los 40 años de trayectoria de LSPI que se inició con la introducción del primer reductor de fricción de producción comercial para oleoductos hasta convertirnos en uno de los líderes del mercado con gran éxito entre los clientes. Hoy, a medida que seguimos ampliando y mejorando nuestras operaciones, nuestro afán por buscar siempre la excelencia, innovación, confiabilidad y generar valor para nuestros clientes, que conforma la historia de LSPI, continúa siendo central en todo lo que hacemos.
Entrevista con Ray Johnston, experto en DRA
Uno de los empleados con mayor antigüedad en LSPI es el ingeniero principal sénior Ray Johnston de nuestro grupo de Investigación y Desarrollo en Ponca City, Oklahoma. Ray inició su carrera con LSPI (en ese entonces parte de Conoco, Inc.) como ingeniero de investigación en 1980. Ray acababa de terminar su maestría en ingeniería química en la Oklahoma State University cuando se integró a Conoco en el nuevo centro de I & D en Ponca City. En ese momento, su director le preguntó si preferiría trabajar en un proyecto de optimización de refinería o trabajar con mejoradores de flujo y descubrir cómo funcionaban los reductores de fricción. Por suerte para nosotros, Ray optó por la asignación con reductores de fricción y hoy comparte su experiencia con nosotros.
Ray, cuéntenos sobre su primer trabajo con LSPI.
Cuando me integré a Conoco en 1980, hace poco habíamos presentado CDR 101, el primer reductor de fricción de producción comercial para oleoductos. El producto fue un éxito comercial de inmediato y nuestro cliente principal quería que aumentemos sustancialmente la producción. Mi trabajo era descubrir cómo funcionaban los reductores de fricción para poder mejorar su rendimiento en campo y ampliar su uso. Una de las cosas en las que nos concentramos en este trabajo inicial fue investigar la relación entre la dosificación del producto y el porcentaje de reducción de fricción. Para hacerlo, armé un circuito de flujo en los laboratorios de PoncaCity.
En esta investigación desarrollamos la curva de dosis-respuesta clásica que, hasta la fecha, es la base de caracterización del rendimiento de un DRA. También desarrollé muchos conocimientos técnicos relacionados con la aplicación que ayudaron a los clientes a obtener el mejor rendimiento posible. Pronto descubrimos que los clientes necesitaban implementar DRA en el campo, así que otra parte importante de mi trabajo era ir a sus establecimientos para ayudarles a instalar los equipos de inyección y asesorarlos.
¿Cómo era este primer reductor de fricción?
El primer DRA era un gel. El ingrediente activo era un polímero de cadena larga y alto peso molecular. Se producía en solución en un solvente de hidrocarburo. Dadas las fuertes propiedades elásticas del polímero DRA, el gel se pegaba con fuerza a sí mismo. Era casi imposible verter medio vaso de gel, ¡era como una banda de goma líquida que se pegaba a todo! De hecho para el material de prueba usábamos tijeras para cortar el gel.
¿Cuáles fueron algunos de los retos iniciales al trabajar con DRA en gel en el campo?
Aprendimos la importancia de calibrar con precisión el equipo de inyección y el caudal. El DRA tipo gel funcionaba mejor cuando se inyectaba en el oleoducto en un "filamento" estable, largo y continuo. Este filamento era una tira de DRA que se estiraba por la tubería y permanecía conectada al puerto de inyección. El polímero se disolvía mejor en el crudo desde la superficie del filamento. Se eligieron diseños de boquilla y tamaños de orificio específicos para alargar el filamento y optimizar la disolución del DRA en el crudo.
¿Cómo se dieron cuenta? ¿Fue principalmente prueba y error?
Analizamos muchas ideas y teorías sobre lo que sucedía al inyectar el producto en la tubería. Pero el hecho determinante fue que agregamos una sección de vidrio transparente en nuestro circuito de flujo para poder ver qué sucedía en el flujo de fluido.
Así descubrimos que la estabilidad del filamento también dependía de la velocidad de inyección. Si bombeábamos el gel en el crudo demasiado rápido o demasiado lento, el filamento se rompía y formaba una bola que no se disolvía en el crudo. Esto reducía el rendimiento drásticamente.
¿Qué haría si necesitara aumentar la velocidad de inyección más allá del nivel de filamento estable?
Determinamos que había que agregar más puertos de inyección en la pared de la tubería. Algunas de las primeras aplicaciones en Alaska tenían 8 puertos de inyección en un aro alrededor de la tubería o en fila a unos 5 pies de distancia entre sí para poder inyectar la cantidad suficiente de DRA sin afectar la estabilidad del filamento.
¿Quiénes fueron los primeros clientes?
Nuestro primer cliente fue un oleoducto de 800 millas que transportaba petróleo crudo desde la región de North Slope en Alaska hasta el puerto sur en Valdez. La producción de Alaska era importantísima a finales de los 70. Hubo un incendio en una de las estaciones de bombeo que redujo el bombeo del oleoducto. Uno de los ingenieros del cliente recordó haber visto un informe técnico de Conoco sobre un reductor de fricción, así que se comunicó con Conoco para coordinar una prueba de campo. La prueba de campo fue todo un éxito y nos pidieron que aumentemos la producción de inmediato. Fue en ese momento que me integré en las operaciones.
Poco después, Conoco empezó a usar CDR en varios de sus propios oleoductos. Recuerdo que instalamos una línea de exportación desde el yacimiento en alta mar de Murchison en el Mar del Norte y oleoductos de crudo desde Wichita Falls hasta Ponca City y desde Cut Bank hasta Billings, Montana. El segundo proyecto grande fue con un cliente en Australia. Operaban una línea de exportación submarina de 500 mbpd en el Estrecho de Bass que se sobrecargó cuando Australia decidió exportar petróleo. Fui a Australia a supervisar la demostración inicial e implementación del CDR entre Acción de Gracias y Navidad del 1982. El CDR se convirtió en algo tan fundamental para ellos que hicimos el primer envío de producto desde EE. UU. a Australia por aire, en aviones de carga.
Haciendo un balance a través de los años, ¿cuáles fueron los logros más grandes que se le vienen a la mente?
El desarrollo del DRA en suspensión a mediados de los 1990 fue un paso enorme para nuestra industria. Cuando desarrollamos la suspensión, Conoco era parte de DuPont y esa relación fue instrumental para nuestro entendimiento de la ciencia de los polímeros y la química de reacción. Descubrimos cómo polimerizar con eficacia el polímero DRA y luego suspenderlo en un líquido. Pudimos producir concentraciones mucho mayores de ingrediente activo de lo que era posible con el gel. Nuestro mejorador de flujo LiquidPower, el LP™100, fue el resultado de este trabajo, y cambió la industria de los agentes reductores de fricción. Desde nuestro punto de vista, el gel se hizo prácticamente obsoleto poco después de que introdujimos el LP™100.
LP™100 se desarrolló para petróleo crudo y no para tuberías de productos refinados. Con las restricciones sobre qué materiales se podían aplicar a productos refinados y las consideraciones para el manejo de petróleo, las opciones para desarrollar un DRA en suspensión para productos refinados eran mucho más difíciles y limitadas. Tuvimos que aprender muchísimo y probar tres iteraciones de formulaciones de RefinedPower hasta dar con el mejorador de flujo RP™II como nuestro principal DRA para productos refinados. RP™II se viene usando desde hace casi 20 años. Otro gran logro fue el desarrollo del mejorador de flujo ExtremePower, que funciona muy bien en petróleo crudo extrapesado. Los primeros estudios habían indicado que los polímeros DRA tradicionales no funcionan en petróleo crudo extrapesado.
Formamos un "equipo de petróleo pesado" hace unos 15 años para dedicarnos de lleno a este problema, ya que anticipábamos un aumento sustancial en el movimiento de petróleo crudo pesado a nivel mundial. El resultado de la colaboración entre todos nuestros ingenieros y químicos de investigación fue un nuevo polímero y proceso. El polímero funciona perfectamente con petróleo crudo pesado y puede generar altos niveles de rendimiento en lo que consideraríamos condiciones hidráulicas difíciles.
¿Hubo algún reto similar para llevar el LP™100 al campo?
En general, el DRA en suspensión era más fácil de manejar en el campo que el gel. Era muchísimo menos sensible a las condiciones de inyección en el oleoducto. Tampoco necesitaba un tanque presurizado para almacenar el producto, pero era sensible a otras condiciones de manejo y almacenamiento del producto. Dedicamos mucho tiempo y esfuerzo a diseñar y optimizar nuestros contenedores para crear el mejor ambiente para almacenar nuestros DRA en suspensión.
Hoy LSPI es reconocido como el proveedor de soluciones de agentes reductores de fricción listas para usar, incluso en instalación y servicio.
¿Siempre ha sido así?
Desde el inicio era evidente que todo tenía que funcionar en conjunto: un suministro, inyección y rendimiento confiables. La interacción entre el producto y los equipos ha sido siempre crítica, pero la logística también era una pieza clave.
Siempre nos hemos enfocado en garantizar que nuestra cadena de suministros sea sólida y confiable. Si el producto no llega, el cliente no gana dinero. LSPI ofrece un modelo de servicio único que tiene un alcance incomparable. Tenemos el mayor nivel de confiabilidad y rendimiento de producto, un servicio excepcional y valor agregado a largo plazo para nuestros clientes.
"En nuestro 40.° aniversario, reflexionamos sobre los logros de LSPI de los que hemos sido testigo. Introdujimos la reducción de fricción en la industria de los oleoductos, hemos innovado continuamente y ofrecemos la cartera más sólida de tecnología patentada. Hemos ampliado nuestras capacidades e infraestructura para cubrir mejor la creciente demanda del mercado", dice Michael W. Brown, director ejecutivo.
"Hemos transitado gallardamente varios cambios en titularidad corporativa y como resultado nos
mantenemos más firmes que nunca. Nuestra identidad ha evolucionado, y si bien tenemos muchos años en la industria, LSPI es más ágil que nunca. Es un orgullo que LSPI sea un líder en el mercado, innovador en tecnología, educador en la industria, uno de los mejores empleadores y un buen vecino".
"La mayor parte de mi carrera ha sido en este negocio y me llena de emoción haber celebrado nuestro 40.° aniversario", afirma el Dr. Yung Lee, director de Ingeniería y Servicios Técnicos.
"LSPI revolucionó la industria en 1979 con la introducción de los reductores de fricción para oleoductos. Hemos pasado cuatro décadas mejorando nuestra tecnología comprobada y ofreciendo la cartera más sólida de mejoradores de flujo patentados con un rendimiento demostrado".