Diapositiva 1

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEOSBUCARAMANGA, MARZO DE 2012FACILIDADES DE SUPERFICIE:TRATAMIENTO DE CRUDOErik Giovany Montes PezIngeniero de Petrleos UISEspecialista en Produccin de Hidrocarburos UISCandidato a Magster en Ingeniera de Hidrocarburoserikmontes@gmail.com

ROMPIMIENTO DE LAS EMULSIONESPara comprender fcilmente los factores que afectan la estabilidad de las emulsiones es preciso describir los procesos que permiten romperlas.Son varios los procesos que permiten separar emulsiones. Por ejemplo:Separacin gravitacional CoalescenciaFloculacin Flotacin Filtracin

FACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO2

ROMPIMIENTO DE EMULSIONESFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO3

Emulsin Estable Separacin Gravitacional FloculacinCoalescenciaSeparacin De FasesFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO4

SEPARACIN GRAVITACIONALLa Ley de Stokes fue propuesta en 1851 por George Gabriel Stokes como una forma de caracterizar el movimiento vertical de objetos esfricos en el seno de un fluido.

Donde:vs : Velocidad de asentamiento de las partculas (cm/s)g : Aceleracin de la gravedad (cm/s2)r :Radio de la partcula dispersa (cm)rp :Densidad de la partcula dispersa (g/cm3)rf :Densidad del fluido (g/cm3)mf :Viscosidad del fluido (cp)fs :Factor de Stokes (1/cm-s)

FACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO5

SEPARACIN GRAVITACIONALEl Factor de Stokes representa la facilidad que tienen las partculas para moverse verticalmente a travs de la fase continua.Para crudos livianos no es recomendable el uso de calentamiento, pues se requiere mucho calor para conseguir un pequeo aumento en el factor de Stokes.FACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO6

SEPARACIN GRAVITACIONALLa Ley de Stokes considera el movimiento vertical de una partcula slida y perfectamente esfrica en el seno de un fluido.Ms de un siglo despus de la formulacin de Stokes fue publicada la Ley de Hadamard que inclua un factor de correccin a la Ley de Stokes buscando incluir los efectos que producen las fuerzas viscosas de los dos fluidos presentes en la emulsin.

Esta ley incluye un factor de correccin de la velocidad de asentamiento de Stokes, considerando las viscosidades de las fases continua y dispersa.No se considera el efecto del agente emulsificante.

FACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO7

TRATAMIENTO DE EMULSIONESFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO8

TRATAMIENTO QUMICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOExisten qumicos que se inyectan para diversas tareas (bactericidas, inhibidores de corrosin, inhibidores de incrustaciones, secuestrantes de oxgeno, antiespumantes, etc.).El problema que acarrea su uso radica en que los principios activos de estos productos incluyen tensoactivos.Los qumicos usados en el rompimiento de emulsiones tienen un efecto coagulante.Es importante seleccionar el tipo de qumico en funcin del tipo de fluido presente.

9

TRATAMIENTO QUMICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOEFECTO: Existen diversas teoras.Para algunos autores, cuando existe una emulsin directa (W/O) y se aplica un rompedor, ste neutraliza las cargas tendiendo a formar una emulsin inversa, con lo cual se altera el equilibrio termodinmico y se produce la ruptura.Otros sostienen que el rompedor hace que la pelcula que rodea la gota se contraiga hasta que no resiste ms y se rompe.Y as, cada autor plantea una explicacin a este fenmeno.

10

TRATAMIENTO QUMICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOPara determinar la dosis ptima del producto qumico que se desea emplear, se realiza una prueba de jarras.

11

SEPARACIN GRAVITACIONAL: GUN BARRELSFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO12

GUN BARRELSFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO

13

EJERCICIOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOUn Gun Barrel tiene ocho vlvulas tomamuestras en sus paredes.Se ha realizado el perfil del tanque, con los resultados de la tabla.

El tanque tiene en este momento un nivel de 620cm, que equivale a 2480Bls. Determine el corte de agua del tanque.VlvulaAltura (cm)Volumen (Bls)BSW (%)165210100214052598320083083427010806453451320456415164031749019801885502210914

TRATAMIENTO TRMICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOEl objetivo de este tipo de tratamiento es la reduccin de la viscosidad del crudo, para favorecer el movimiento de las gotas de agua.En crudos livianos se requiere una gran cantidad de calor para conseguir el efecto deseado.CONSULTA: Qu correlaciones sencillas se pueden usar para el clculo de la viscosidad de un crudo?15

TRATAMIENTO TRMICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOCALENTADORES DIRECTOS:

La eficiencia de estos equipos es alta (entre el 75 y el 90%) y ofrecen un costo inicial que no es tan elevado como otros sistemas de calentamiento. Para su operacin es normal que se utilice gas o incluso crudo del mismo campo.

16

TRATAMIENTO TRMICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOCALENTADORES INDIRECTOS:

Los calentadores de fuego indirecto son ms seguros, pues no existe un contacto directo entre la fuente de calor y la emulsin, pero esto acarrea prdidas de energa, lo que se traduce en eficiencias ms bajas

17

TRATAMIENTO TRMICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOTRATADORES TRMICOS:Los tratadores trmicos son equipos que cuentan con dos secciones: una seccin inicial de calentamiento (la cual cuenta con un tubo de fuego) y otra de coalescencia (donde se produce la separacin.A pesar de que su costo es ms elevado que el de un calentador, se est usando masivamente, pues reduce la necesidad de instalar otros equipos aguas abajo.

18

TRATAMIENTO ELECTROSTTICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOAlgunos tratadores trmicos horizontales tienen un aditamento especial, se les ha incluido una rejilla electrosttica en la zona de coalescencia con el objetivo de favorecer este proceso.Estos electrodos se encuentran conectados a un sistema elctrico que les suministra un voltaje elevado, normalmente entre 10000 y 34000 voltios. Este voltaje crea un campo electrosttico que acta sobre las gotas de agua, polarizndolas y favoreciendo su coalescencia.

19

TRATAMIENTO ELECTROSTTICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOPara su buen funcionamiento se requieren varias condiciones:La viscosidad del crudo debe ser menor que 50cp.La diferencia entre las gravedades especficas del crudo y el agua debe ser mayor que 0,001.La conductividad elctrica del aceite no debe exceder el valor de 10-6mW/cm.La salinidad del agua debe ser mayor que 10000ppm (el agua de mar tiene unas 35000ppm).

20

TRATAMIENTO ELECTROSTTICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO

21

TRATAMIENTO ELECTROSTTICOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO

22

TAREA No. 8FACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOEn parejas, resolver los siguientes problemas del captulo 7 del libro de Ken Arnold:Problem 1Problem 3Problem 5Problem 9

Para enviar al correo de tareas, como mximo, el domingo 25 de marzo.23

DESALACIN DE CRUDOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOLos principales problemas asociados a la presencia de sales en el crudo son la corrosin y la precipitacin de escamas.Debido a que las sales son compuestos de tipo polar se disuelven en su gran mayora en la fase acuosa.El contenido de sal se puede expresar en partes por milln (ppm) o en libras por cada mil barriles (PTB).EJERCICIO:Una muestra de crudo de 35API tiene un corte de agua del 25%. El agua es salada, con una concentracin de 12000ppm. Cul es la salinidad del crudo en PTB?

24

DESALACIN DE CRUDOFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOLa salinidad aceptada por cada refinera (u oleoducto) vara entre 1 y 10PTB.El tratamiento para retirar la sal consiste bsicamente en la dilucin de esa solucin salina (agua de produccin + sal) mediante la adicin de agua fresca.EJERCICIO:En un tanque de tratamiento se est recibiendo una emulsin con 5% de BSW y una salinidad de 800PTB, a una tasa de 9800BFPD. Determine la cantidad de agua fresca (0PTB) que se debe inyectar para obtener crudo con una salinidad de 10PTB, teniendo en cuenta que el tanque permite alcanzar un BSW de 0,3%.

25

NUEVAS TECNOLOGASFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDORecientemente han surgido nuevos mtodos y equipos para el tratamiento de emulsiones, que se encuentran en diversas fases de desarrollo.Se destacan:Tratamiento centrfugoUltrasonidosDeshidratacin magnticaMicroondas26

TRATADORES CENTRFUGOSFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO

27

TRATADORES CENTRFUGOSFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOPruebas en Colombia: Jazmn, Rubiales y Castilla.28

TRATAMIENTO CON ULTRASONIDOSFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO

PropiedadCrudo ACrudo BCrudo CGravedad API20,820,918,7Viscosidad @ 60F (cp)15,79,070,4GOR (scf/STB)10710833Corte de agua (%)7 - 830 505 -729

TRATAMIENTO CON ULTRASONIDOSFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO30

DESHIDRATACIN MAGNTICAFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOEl efecto conseguido con el tratamiento magntico es la orientacin de las parafinas que contiene el crudo, las cuales migran a la interfase y neutralizan el efecto del agente emulsificante.

31

DESHIDRATACIN MAGNTICAFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOEl efecto conseguido con el tratamiento magntico es la orientacin de las parafinas que contiene el crudo, las cuales migran a la interfase y neutralizan el efecto del agente emulsificante.

32

DESHIDRATACIN MAGNTICAFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOPruebas en Colombia: campo Dina Terciarios.33

DESHIDRATACIN MAGNTICAFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOEscenarioCorte de agua en el tanque de almacenamiento (%)Gun barrel4,2Gun barrel + 5gpd de rompedor3,6Gun barrel + Tratador + 5gpd de rompedor2,9Gun barrel + Tratador + 3,5gpd de rompedor0,9Gun barrel + Tratador + 2,5gpd de rompedor1,6Gun barrel + Tratador + 1,5gpd de rompedor1,3Gun barrel + Tratador + 0,5gpd de rompedor2,2Gun barrel + Tratador (sin rompedor)1,8Pruebas en Colombia: campo Dina Terciarios.34

DESHIDRATACIN MAGNTICAFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO35

TRATAMIENTO CON MICROONDASFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDOLas microondas son una forma de radiacin electromagntica en la banda de 300 MHz a 300 GHz, por lo que se encuentra dentro del espectro electromagntico entre los rayos infrarrojos y la radiofrecuencia.

36

TRATAMIENTO CON MICROONDASFACILIDADES DE SUPERFICIE: TRATAMIENTO DE CRUDO37