MANEJO DE LA PRODUCCIÓN EN SUPERFICIE

MANEJO DE LA PRODUCCIÓN EN SUPERFICIE

Introducción a la Ingeniería de Petróleos.

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.


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.


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.


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.


Múltiple de producción


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.


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


Separador Trifásico Horizontal.


Separador Trifásico Vertical.


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.


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.


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


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


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.


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


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


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


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 ).


EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUASCAJA 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.


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)



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



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


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

04/12/23 35

Principio de operación

EmulsiónCrudo

Agua

Colchónde aceite

Colchónde agua

DistribuidorPiernade agua

Rebosadero


SEPARADORES

Procesos que ocurren

EmulsiónCrudo

Agua

Colchónde aceite

Colchónde agua

1. Distribución de emulsión en el

colchón de agua

2. Lavado de la emulsión

3. Drenaje de agua en el crudo



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.


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.

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