Modelado y análisis de temperatura y composición del gas para la evaluación del riesgo de formación de hidratos en gasoductos submarinos
DOI:
https://doi.org/10.17268/scien.inge.2026.02.02Palabras clave:
Operaciones costa afuera, Tratamiento de gas natural, Formación de hidratos, Condiciones críticas, Simulación _PythonResumen
Los hidratos de gas (HG), también conocidos como clatratos, representan una amenaza operativa crítica en sistemas de transporte de gas natural en ambientes costa afuera, especialmente bajo condiciones de alta presión y baja temperatura. Por ello, se presenta un marco computacional para evaluar el riesgo de formación de hidratos en gasoductos de aguas profundas bajo condiciones operativas costa afuera del Perú. Se integran tres modelos en Python: (1) una herramienta predictiva basada en la correlación de Towler y Mokhatab, extendida para simular la sensibilidad a variaciones en la gravedad específica; (2) un modelo de gradiente térmico calibrado con datos oceanográficos locales, que representa la atenuación exponencial de la temperatura con la profundidad; y (3) un algoritmo de ajuste composicional que transforma mezclas de gas multicomponente en base seca a base húmeda, cuantificando el impacto del contenido de agua sobre la estabilidad de los hidratos. Los modelos son validados con datos representativos de campo en Talara, lo que permite identificar zonas de inestabilidad termodinámica y umbrales composicionales críticos. Los resultados muestran que las mezclas con mayor contenido de etano desplazan la temperatura de formación hacia valores más altos y aportan criterios técnicos para la gestión del riesgo en ductos submarinos.
Referencias
Aminnaji, M., Tohidi, B., Burgass, R. W., & Atilhan, M. (2017). Effect of injected chemical density on hy-drate blockage removal in vertical pipes: Use of MEG/MeOH mixture to remove hydrate blockage. Jour-nal of Natural Gas Science and Engineering, 45, 840–847. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2017.06.030
Antonieta, Z. H. M., Jeremías, M. S., & Ricardo, M. S. (2023). Modelado de la formación de los hidratos de gas en mezclas binarias de hidrocarburos ligeros y gas natural. Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, México. https://zaloamati.azc.uam.mx/bitstreams/fb12ccbd-8511-4df7-93fe-fc732399e70b/download
Chu, P. C., & Fan, C. (2019). Global ocean synoptic thermocline gradient, isothermal-layer depth, and other upper ocean parameters. Scientific Data, 6(119). https://doi.org/10.1038/s41597-019-0125-3
Cubillos Ramírez, L. M., Sanjuanelo Salas, S. S., Guerrero Martin, C. A., & Céspedes Zuluaga, S. (2022). Evaluación técnico financiera del aprovechamiento de energía hidrocinética en el calentamiento eléctri-co de ductos Pipe-in-Pipe para el control de formación de hidratos en agua ultraprofundas, caso de estu-dio: Presal-Comperj Rota 3 en el sudeste brasilero [Artículo de grado, Fundación Universidad de Améri-ca]. Repositorio Institucional Lumieres. https://hdl.handle.net/20.500.11839/9116
Elechi, V. U., Ikiensikimama, S. S., Ajienka, J. A., Akaranta, O., & Okon, O. E. (2021). Mitigation capacity of an eco-friendly locally sourced surfactant for gas hydrate inhibition in an offshore environment. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 11(4), 1797–1808. https://doi.org/10.1007/s13202-021-01127-z
Elhenawy, S., Khraisheh, M., Almomani, F., Al-Ghouti, M. A., Hassan, M. K., & Al-Muhtaseb, A. (2022). Towards gas hydrate-free pipelines: A comprehensive review of gas hydrate inhibition techniques. Ener-gies, 15(22), 8551. https://doi.org/10.3390/en15228551
Fonte, S. S. D., Simonelli, G., & Santos, L. C. L. (2018). A review of the main techniques to avoid the for-mation of hydrates. Brazilian Journal of Petroleum and Gas, 12(1), 61–73. https://doi.org/10.5419/bjpg2018-0006
Ibrahim, I. (2023). Hydrate control in subsea natural gas production. Journal of Engineering Research and Reports, 25(12), 150–161. https://doi.org/10.9734/jerr/2023/v25i121048
Jiang, X., Li, Y., & Wang, H. (2025). A review of gas hydrate formation characteristics at interfaces. Fuel, 392, 134863. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.134863
Knauss, J. A., & Garfield, N. (2016). Introduction to physical oceanography. Waveland Press.
Lemoine, C., & Elaine, M. Estudio de compatibilidad del inhibidor de incrustaciones INTAV™ con otros aditivos, a fin de generar un tratamiento químico multifuncional para el aseguramiento de flujo (Docto-ral dissertation).
Ninalowo, I., & Tohidi, B. (2024). Hydrate prevention strategies and the associated cost in the Gulf of Mexi-co. World Journal of Engineering and Technology, 12(02), 286–309. https://doi.org/10.4236/wjet.2024.122019
Umuteme, O. M., Islam, S. Z., Hossain, M., & Karnik, A. (2023). Modelling hydrate deposition in gas-dominant subsea pipelines in operating and shutdown scenarios. Sustainability, 15(18), 13824. https://doi.org/10.3390/su151813824
Umuteme, O. M., Islam, S. Z., Hossain, M., & Karnik, A. (2024). Prediction of gas-water multiphase flow behaviour and hydrates severity in gas-dominant subsea pipeline. Preprints. https://doi.org/10.20944/preprints202409.1227.v1
Yoo, H., & Lee, J. (2025). Prevention of hydrate plugging in the subsea pipeline of an LNG-FPSO. Interna-tional Journal of Offshore and Polar Engineering, 35(4), 376–384. https://doi.org/10.17736/ijope.2025.jc958
Zheng, Z., Cao, Y., & Chen, D. (2026). Hydrate sealing of overpressured gas: delaying methane leakage. Journal of Oceanology and Limnology. https://doi.org/10.1007/s00343-025-5117-x
Publicado
Número
Sección
Licencia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
- Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
- Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado
