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  1. 1. MANEJO DE LA PRODUCCIÓN EN SUPERFICIE Introducción a la Ingeniería de Petróleos.
  2. 2. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Una vez los fluidos provenientes de los pozos se encuentran en la cabeza de los mismos son recolectados y llevados a una batería en donde se llevan a cabo los procesos de separación, purificación y fiscalización con el fin de almacenarlos o enviarlos a la refinería. El flujo del pozo consiste preponderantemente de petróleo al cual está asociado un cierto volumen de gas: relación gas-aceite (GOR), que se mide en scf/STB. Además el flujo de petróleo y gas puede mostrar la presencia de agua y sedimentos procedentes del yacimiento productor.
  3. 3. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Estación de recolección Comúnmente conocida como batería. Es la estación central de recolección, tratamiento, prueba, almacenamiento y fiscalización del crudo producido por los pozos de un área. Está constituida por elementos con funciones específicas y unidas entre sí por medio de líneas, válvulas y controles. El fluido del pozo llega al manifold de entrada, allí mediante válvulas y conexiones se envía a los diferentes separadores, en donde en el mejor de los casos se puede separar el gas, el petróleo y el agua libre.
  4. 4. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Si el petróleo y el agua se encuentran emulsionados se hace necesario remover el agua y obtener el petróleo con las especificaciones requeridas. Para esto es necesario aplicar un método de tratamiento o una combinación de estos; luego el petróleo fluye a los tanques para una posterior decantación y una vez cumpla con ciertos requisitos en transferido al oleoducto o transportado en carrotanques. El gas separado es enviado a la succión de un sistema de compresión o directamente a su destino; el gas excedente o de venteo es descargado a la atmósfera o quemado en una tea.
  5. 5. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  6. 6. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Múltiple de producción En la estación de flujo y de recolección, el múltiple de producción representa un sistema de recibo al cual llegan las líneas de cada pozo productor asignado a cada estación. El múltiple facilita el manejo de la producción total de los pozos que ha de pasar por los separadores, como también del aislamiento de pozos para pruebas individuales y de producción.
  7. 7. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Múltiple de producción
  8. 8. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Múltiple de producción
  9. 9. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Sistemas de separación de crudo Los separadores de petróleo y gas son recipientes cerrados que trabajan a presión con el fin de separar el líquido y el gas de una corriente combinada. En el proceso de separación el factor principal que ayuda a la separación de fluidos es la gravedad, complicándose cuando existen densidades similares entre los fluidos. Los separadores se fabrican en acero cuyas características corresponden a las normas establecidas para funcionar en etapas específicas de alta, mediana o baja presión.
  10. 10. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  11. 11. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Clasificación de los separadores • Según el número de fases - Bifásicos: separan gas y líquido - Trifásicos: separan gas, petróleo y agua 2. Según su forma - Cilíndricos - Esféricos 3. Según la posición en que son instalados - Verticales - Horizontales 4. Según su utilización en la batería -De prueba -Generales 5. Según las condiciones de operación -de alta, media y baja presión
  12. 12. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  13. 13. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  14. 14. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  15. 15. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  16. 16. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  17. 17. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Separador Trifásico Horizontal.
  18. 18. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Separador Trifásico Vertical.
  19. 19. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE SISTEMA DE TRATAMIENTO DE PETROLEO Los fluidos producidos de la formación cuando salen del fondo del pozo son una mezcla de petróleo crudo, gas natural, agua y sedimentos básicos, generalmente en forma de emulsión, por lo cual se hace necesario el uso de ayudas físico-mecánicas y químicas para una óptima separación de fases. Emulsión: es una mezcla de dos fluidos inmiscibles que están formando una fase homogénea. Las emulsiones se clasifican de acuerdo a su estabilidad como estables e inestables; según su facilidad a romperse, como flojas o duras y según su naturaleza como normales o inversas.
  20. 20. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE TRATAMIENTO DE EMULSIONES La facilidad o dificultad en el tratamiento depende del tipo de emulsión, de las propiedades del aceite y del agua y de las proporciones en que se encuentren. El principal objetivo del tratamiento de campo es neutralizar o destruir los agentes emulsificantes, para después separar las emulsiones. El primer paso en un tratamiento es el análisis de laboratorio donde se determinará qué tipo de emulsión se tiene, el porcentaje de las fases, las características del agente surfactante y la respuesta a los diferentes métodos de tratamiento.
  21. 21. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Tratamiento Químico El objetivo es atacar la sustancia emulsificante y neutralizar su efecto, para tal fin se agregan ciertas sustancias químicas llamadas desemulsificantes. El éxito de esta operación radica en seleccionar el desemulsificante apropiado y usarlo en la proporción adecuada. El punto donde se agrega el desemulsificante es muy importante y debe en lo posible reunir los siguientes parámetros en forma óptima para que cumpla su función de la mejor manera. •Agitación •Tiempo de agitación •Temperatura
  22. 22. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Ventajas del Tratamiento Químico •Bajo costo de instalación •Proceso y equipo sencillo •Versátil en cuanto a capacidad de desplazamiento para grande y pequeña escala •La calidad del crudo no se altera •Separación rápida y efectiva
  23. 23. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  24. 24. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Tratamiento Térmico Consiste en tratar la emulsión en un recipiente tratador, adicionándole calor para permitir la separación de fases. El aumento de temperatura tiene los siguientes efectos: •Reduce la viscosidad del aceite •Debilita el agente emulsificante •Disminuye la densidad del crudo •Disminuye la tensión superficial del agua El suministro de calor a las emulsiones se hace por medio de calentadores y tratadores térmicos.
  25. 25. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Calentadores En el calentador la corriente entra fría y sale caliente hacia un recipiente donde entra en reposo para una mejor separación; por lo tanto en el calentador ocurre rompimiento de la emulsión mas no separación de fases. Pueden ser directos o indirectos. Tratadores térmicos Son unidades a presión para tratar cualquier tipo de emulsión. Están diseñados para separar el agua del aceite y remover el agua libre. Pueden ser verticales u horizontales, usar uno u otro depende de •Condiciones de operación •Disponibilidad del equipo •Disponibilidad de espacio •Experiencia y preferencia del equipo de trabajo
  26. 26. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
  27. 27. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Tratamiento electrostático El principio básico es colocar la emulsión bajo la influencia de un campo eléctrico de un alto potencial después del calentamiento moderado. Tratador electrostático: es un recipiente cilíndrico ubicado en forma horizontal. El campo electrostático promueve la coalescencia de las gotas de agua. Ventajas •Menor tiempo de mantenimiento •Menor uso de desemulsificante •Menores pérdidas de evaporación •Mayores volúmenes de crudo tratado •Menor costo por uso de combustible •Los productos de salida presentan salinidades bajas •El agua sale mucho más limpia
  28. 28. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS  La función de todo equipo de tratamiento de agua es permitirle a las gotitas de aceite que existen en la fase continua de agua separarse de la fase de agua. En unidades de separación por gravedad hace que el aceite flote en la superficie del agua.  El mecanismo de separación por gravedad es usado en la mayoría de los equipos de tratamiento debido a que se cuenta con la fuerza de gravedad para separar las gotitas de aceite de la fase continua de agua
  29. 29. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS CAJA API  Este equipo es una piscina o alberca expuesta a la atmósfera la cual internamente presenta una serie de compartimentos. Su función es la de recuperar al máximo el aceite proveniente de los drenajes, reboses y disparos de las PSV ( pressure Safety Valve ).
  30. 30. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS CAJA API  Tratamiento final del agua.  Biodegradación de compuestos orgánicos disueltos  Sedimentación y biodegradación de sólidos.  Aireación del agua con el propósito de remover H2S y CO2.  DESVENTAJAS  Grandes extensiones de tierra.  El clima influye en su desempeño.  Remoción de aceites generalmente no eficiente.  Alternativa: aireación mecánica y biofiltros.
  31. 31. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE EQUIPOS PARA DESHIDRATACION Y DESEMULSIFICACIÓN DE CRUDOS  Generalidades  Más del 70% de la producción, esta como emulsión  El agua ocasiona inconvenientes técnicos y económicos, solucionables  Origen Del Agua En El Crudo  Agua de formación  Agua de Inyección (dulce o reciclada)  Se puede presentar como:  * Agua libre (en baches, es una mezcla)  *Agua emulsionada (en pequeñas gotas)
  32. 32. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE EQUIPOS PARA DESHIDRATACION Y DESEMULSIFICACIÓN DE CRUDOS  La Mezcla De Agua – Aceite  Agua – Aceite son inmisibles.  Gotas de la fase dispersa > 1-5 micrones, separación natural.  Gotas de fase dispersa < 1-5 micrones, emulsión.  El líquido disperso es llamado fase interna, discontinua o dispersa.  El líquido que envuelve la fase dispersa es la fase continua o fase externa.  Porcentaje De Agua  Factor importante en la estabilidad de la emulsión  En general, alto % de agua, menor estabilidad de emulsión
  33. 33. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE EQUIPOS PARA DESHIDRATACION Y DESEMULSIFICACIÓN DE CRUDOS  GUNBARREL  Es un tanque de Lavado y asentamiento que permite el rompimiento de las emulsiones que vienen del separador.  Partes Principales De Un Gun Barrel  LINEA DE ENTRADA  TUBERIA CONDUCTORA  EL CUERPO O TANQUE  LINEA DE SALIDA DEL AGUA  LINEA DE SALIDA DEL ACEITE
  34. 34. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE EQUIPOS PARA TRATAMIENTO DE AGUAS  SKIM TANK  Se debe tratar agua producida, agua lluvia y agua de lavado.  El agua a descargar debe cumplir parámetros para no violar normatividad ambiental.  Tratamiento de acuerdo a contenido de aceite  Tratamiento de aguas para inyección
  35. 35. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Principio de operación Emulsión Crudo Distribuidor Pierna 11/17/14 35 Agua Colchón de aceite Colchón de agua de agua Rebosadero
  36. 36. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE Procesos que ocurren Emulsión Crudo 3. Drenaje de agua en el crudo 2. Lavado de la emulsión SEPARADORES Agua Colchón de aceite Colchón 1. de agua Distribución de emulsión en el colchón de agua
  37. 37. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE TANQUES Un tanque es un recipiente para almacenar fluidos. En las baterías se usan para almacenar crudo, agua o una mezcla de estos. De acuerdo a su uso se clasifican en: •De almacenamiento (Stock tank) •De prueba (Test tanks) •De lavado (wash tanks) Los tanques de lavado reciben una mezcla de agua y aceite para ser dejada en reposo y lograr una separación. Estos pueden ser los FWKO y los Gun Barrels.
  38. 38. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE TANQUES Los más comunes en Colombia son: 250, 500, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000, 10000, 20000, 50000, 80000, 90000, 100000, 120000 barriles de capacidad. Para tanque que almacenen crudos livianos. Para tanques que almacenen productos que necesitan aumentar la temperatura para facilitar su transporte.
  39. 39. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

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