Sistema: Operaciones Servicios

Nombre del documento: PROCEDIMIENTO CARGUE DE FLUIDOS A CARROS TANQUES

N del documento: 03-19-324

Fecha de Emisin:28/11/13N de Revisin:01Preparado por: OperacionesAprobado por:LL/AON de Srie:Nvel 2Pgina: Pg 1 de

Sistema: Operaciones Servicios

Nombre del documento: PROCEDIMIENTO DETERMINACIN DEL VOLUMEN NETO DE CRUDO EN UN TANQUE ESTACIONARIO. N del documento: 03-19-325

Fecha de Emisin:28/11/13N de Revisin:01Preparado por: OperacionesAprobado por:LL/AON de Srie:Nvel 2Pgina: Pg 1 de

1) OBJETIVO

Garantizar la determinacin del volumen neto de crudo en un tanque estacionario.

2) ALCANCE

Este procedimiento aplica para asegurar correctamente la liquidacin de volmenes y calidades de crudo neto en un tanque estacionario.

3) DEFINICIONES

3.1) CONDICIONES ESTNDAR: Son las condiciones bases para la medicin de petrleo crudo a una presin igual o menor que la temperatura atmosfrica (14,696 psia 101,325 kPa) y a la temperatura base (60F 15 C).

3.2) CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y NIVELES DE DISCRIMINACIN: A continuacin se mostraran para las variables que intervienen en las ecuaciones para el clculo de volumen neto el nmero de cifras significativas que pueden ser registradas y los niveles de discriminacin aplicables. Ver Tablas 1,2 y 3. Nota: 1. El numero de dgitos mostrados como x antes de la coma decimal tienen propsitos ilustrativos y pueden tener una cantidad de dgitos mayor o menor que el nmero de dgitos mostrados por x.2. El nmero de dgitos mostrados como X despus de la coma decimal son especficos del nivel de discriminacin requerido para cada valor descrito.3. En los casos en los cuales la variable se muestra con el nmero 5 en la ltima cifra decimal, su intencin es mostrar que la cifra decimal corresponde debe redondearse a 0 5[footnoteRef:1]. [1: ECOPETROL. Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles Capitulo 12. 2010. p. 4]

Tabla 1. Niveles de discriminacin de temperatura, presin y volumen.

VARIABLEUNIDADES USCUNIDADES SI

Temperatura base (Tb)60,0 F15,00 C

Temperatura observada (Tobs)xx,X Fxx,X5 C

Temperatura ambientexx,0 Fxx,0 C

Temperatura de la pared del tanque (TSh)xx,0 Fxx,0 C

Presin base (Pb)14,696 psia0,0 psig1,01325 Bar101,325 kPa

Volumen bruto estndar (GSV)xx,XX Blsxx,XX galxx,XXX mxx,0 L

Volumen neto estndar (VSV)xx,XX Blsxx,XX galxx,XXX mxx,0 L

Volumen de sedimento y agua (SWV)xx,XX Blsxx,XX galxx,XXX mxx,0 L

Fuente: Modificado de Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles, capitulo 12.

Tabla 2. Niveles de discriminacin de densidad observada y viscosidad.

VARIABLEUNIDAD

Densidad observada ()xxx,X Gavedad API

Viscosidad del liquidoxxx,X cP

Fuente: Modificado de Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles, capitulo 12.

Tabla 3. Niveles de discriminacin factores de correccin.

VARIABLENORMANORMA

API MPMS 12.1.1API MPMS 12.2.4

% S&Wxxx,XXX

CTShxxx,XXXXX

CSWxxx,XXXXX

CTLx,XXXXXx,XXXXX

CPLx,XXXXx,XXXXXX

CPSx,XXXXXX

CTSx,XXXXXX

Fuente: Modificado de Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles, capitulo 12.

3.3) REDONDEO DE NUMEROS: El nmero de cada variable deber ser redondeado a un nmero especfico de dgitos decimales, siempre debe realizarse este procedimiento en un solo paso hasta el nmero de dgitos que deban registrarse, por ende no deber redondearse en dos o ms pasos sucesivos:

3.3.1) REDONDEO DE NMEROS POSITIVOS: El proceso de redondeo debe realizarse de acuerdo a los siguientes pasos:a. Cuando la cifra despus del ltimo lugar a redondear es menor que 5, entonces la cifra del ltimo lugar a mantenerse se conserva igual. Ej.: redondear a cuatro (4) cifras decimales. 0,74163 se redondea a 0,7416 1,09544 se redondea a 1,0954

b. Cuando la cifra despus del ltimo lugar a redondear es mayor o igual que 5, entonces la cifra del ltimo lugar a mantenerse se incrementa en uno. Ej.: redondear a cuatro (4) cifras decimales. 0,99997 se redondea a 1,0000 1,57846 se redondea a 1,5785

c. Cuando la cifra en el ltimo digito a mantenerse deba redondearse a mltiplos de 5 se aplica el siguiente criterio: s el dgito a redondearse es de 0 a 2 se redondea hacia abajo hasta el prximo nmero mltiplo de 5, de 3 a 7 se redondea a 5, y s es 8 9, se redondea hasta el prximo nmero mltiplo de 5. Ej.: redondear temperatura en grados Celsius (segn Niveles de discriminacin temperatura de este captulo requiere redondeo a xx,X5 C)[footnoteRef:2]. [2: ECOPETROL. Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles Capitulo 12. 2010. p. 3]

El rango 20,98 C a 21,02 C se debe redondear a 21,00 C. El rango 21,03 C a 21,07 C se debe redondear a 21,05 C. El rango 20,08 C a 21,12 C se debe redondear a 21,10 C.

4) DESCRIPCIN DEL PROCESO:

Los procedimientos de medicin esttica, determinacin de temperatura de fluido en tanques de almacenamiento, temperatura ambiente, S&W (agua libre, centrifuga, Karl Fischer), API, establecen los mtodos requeridos para determinar el nivel de lquido y/o del agua libre y otras variables del hidrocarburo almacenados en tanques atmosfricos y estacionarios. Estas variables son necesarias para efectuar el clculo del volumen neto del hidrocarburo mediante la medicin manual.

4.1) DATOS OBSERVADOS: La medicin de fondo vaco, nivel de agua libre, temperatura promedio del lquido, gravedad API observada a temperatura del tanque, S&W y temperatura ambiente debern recopilarse como un primer paso en el proceso del clculo.4.2) DATOS CALCULADOS: Los datos como gravedad API a 60 F, correccin por temperatura de lmina (CTSh), volumen total observado (TOV), volumen de agua libre (FW), volumen bruto observado (GOV), correccin por temperatura de lquido (CTL), volumen bruto estndar (GSV), agua y sedimento (volumen o factor CSW), volumen neto estndar (NSV); son necesarios para para el proceso del clculo, los cuales son calculados o extrados utilizando los datos de entrada mencionados anteriormente en el tem 4.1. 4.2.1) VOLUMEN BRUTO OBSERVADO (GOV): Para calcular el GOV se deduce el volumen de agua libre (FW) del volumen total observado (TOV), se multiplica el resultado por el factor de correccin de temperatura de lmina (CTSh) y luego se aplica el ajuste por techo flotante (FRA), cuando sea aplicable. Se determina por medio de la siguiente ecuacin:

= [( ) ]

4.2.2) VOLUMEN TOTAL OBSERVADO (TOV): Es el volumen de la medicin total de todos los lquidos de petrleo, agua y sedimento en suspensin y agua libre y sedimentos en el fondo, a la temperatura y presin observada. Se determina con la altura de llenado del tanque y su tabla de aforo.

4.2.3) FACTOR DE CORRECIN POR LA TEMPERATURA DE LA PARED DEL TANQUE (CTSh): Cuando un tanque est sujeto a un cambio en la temperatura cambiar su volumen como consecuencia de este hecho. Asumiendo que los tanques son calibrados de acuerdo con el API MPMS cada tabla de calibracin o de aforo se basa en una temperatura de pared (lmina) especfica. Si la temperatura de la lmina del tanque difiere de la que se encuentra registrada en la tabla de calibracin, el volumen extrado de la tabla deber corregirse utilizando el factor de correccin por temperatura de la lmina del tanque (CTSh) mediante la siguiente ecuacin[footnoteRef:3]. [3: ECOPETROL. Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles Capitulo 12. 2010. p. 10]

Dnde: = Coeficiente lineal de expansin del material de la lmina del tanque = Temperatura de lmina del tanque (TSh) Temperatura base (Tb);Tb es la temperatura de lmina del tanque a la cual se calcularon los volmenes de la tabla de aforo.Al calcular es importante mantener el signo aritmtico ya que este valor puede ser positivo o negativo y como tal debe ser aplicado en la frmula del CTSh.Valores de para diferentes materiales de construccin se encuentran en la Tabla 4 Niveles de discriminacin de coeficientes de expansin trmica, como C. Coeficiente lineal, Gl. Para tanques metlicos sin aislamiento, la temperatura de lmina (TSh) puede calcularse utilizando la ecuacin:

Dnde: = temperatura del liquido = temperatura ambiente a la sombraPara tanques metlicos con aislamiento se puede asumir que la temperatura de lmina es muy cercana a la temperatura del lquido adyacente, o sea que = .

4.2.4) VOLUMEN BRUTO ESTNDAR (GSV): El volumen total de todos los lquidos de petrleo, agua y sedimentos, excluida el agua libre, corregido por el factor de correccin de volumen (CTL o VCF) para la temperatura en el tanque, gravedad API, la densidad relativa o densidad observadas, hasta una temperatura estndar, se denomina volumen bruto estndar o GSV (Gross Standard Volume). El GSV se calcula multiplicando el GOV por el factor de correccin por efecto de la temperatura en el lquido (o factor de correccin de volumen)[footnoteRef:4]: [4: ECOPETROL. Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles Capitulo 12. 2010. p. 11, 12. ]

=

Tabla 4 - Niveles de discriminacin de coeficientes de expansin trmica.

Tipo de aceroCoeficiente de expansin trmica

(Por F) (Por C)

A .Coeficiente cbico, Gc, Gcm, Gmp

Al carbono 0,00001860,0000335

Inoxidable 304 0,00002880,0000518

Inoxidable 316 0,00002650,0000477

Inoxidable 17-4PH 0,0000180,0000324

B. Coeficiente de rea, Ga

Al carbono 0,00001240,0000223

Inoxidable 3040,00001920,0000346

Inoxidable 316 0,00001770,0000318

Inoxidable 17-4PH 0,0000120,0000216

C. Coeficiente lineal, Gl

Al carbono 0,000006200,0000112

Inoxidable 304 0,000009600,0000173

Inoxidable 316 0,000008830,0000159

Inoxidable 17-4PH 0,000006000,0000108

Invar Rod 0,000000800,0000014

Fuente: Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles, capitulo 12. p. 6.

4.2.5) CORRECCIN POR EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL LQUIDO (CTL) FACTOR DE CORRECCIN DE VOLUMEN (VCF): Si el volumen de un hidrocarburo en estado lquido se somete a un cambio en su temperatura, su densidad disminuir si la temperatura aumenta, o aumentar si su temperatura disminuye. Este cambio en la densidad es proporcional al coeficiente de expansin trmica del lquido y a la temperatura. El factor de correccin que toma en cuenta el efecto de la temperatura en la densidad del lquido se denomina CTL o VCF. El CTL es una funcin de la densidad base del lquido y de su temperatura. La funcin de este factor de correccin es ajustar el volumen de lquido desde condiciones observadas a un volumen a una temperatura estndar. Los factores de correccin se pueden obtener de las tablas de medicin de petrleo (ver API MPMS 11.1 (ASTM D1250).

4.2.6) CONTENIDO DE AGUA Y SEDIMENTO (S&W): El petrleo crudo y algunos otros productos lquidos derivados, contienen agua y sedimentos en suspensin o mezclada con el fluido; la cantidad de S&W se determina por medio de anlisis de laboratorio de una muestra representativa y se expresa como porcentaje en volumen. Detalles especficos del anlisis de agua y sedimento se encuentran en el procedimiento de anlisis de S&W.

4.2.7) FACTOR DE CORRECCIN POR EL CONTENIDO DE AGUA Y SEDIMENTO (CSW): Para calcular el CSW, debe conocerse el porcentaje de S&W, el cual es suministrado por el laboratorio como resultado de anlisis a la muestra tomada durante el proceso de medicin del tanque. As el factor CSW, se calcula por la ecuacin:

4.2.8) VOLUMEN NETO ESTNDAR (NSV): Es el volumen total de todos los lquidos de petrleo, excluidos el sedimento y agua en suspensin y el agua libre, a temperatura estndar:

=

Esta frmula se puede expandir a la siguiente:

El contenido de S&W se deduce solamente al petrleo crudo; para los derivados, generalmente no se hace esta correccin, de tal modo que para estos productos GSV = NSV[footnoteRef:5]. [5: ECOPETROL. Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles Capitulo 12. 2010. p. 13.]

5) PROCEDIMIENTO ILUSTRATIVO PARA LA DETERMINACIN DEL VOLUMEN NETO DE CURUDO EN TANQUES ESTACIONARIOS:

Fuente: Modificado de Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles, capitulo 12. p. 14.

Ilustracin 1. Niveles de discriminacin de coeficientes de expansin trmica.

Fuente: Manual de Medicin de Hidrocarburos y Biocombustibles, capitulo 12. p. 14.

6) EJEMPLO: En un tanque de almacenamiento de 500 Bls se recibi una prueba de un POZO-A durante 6 horas en condiciones estables, obteniendo los datos analticos observados, ver tabla 5.

Tabla 5 Datos analticos observados.

DATOS OBSERVADOS

MEDIDA NIVEL DE FLUIDO227,6 cm

MEDIDA DE AGUA LIBRE34,6 cm

GRAVEDAD API @ 60 F18,4 API

TEMPERATURA DEL LQUIDO, F102,4 F

TEMPERATURA AMBIENTE, F84 F

PORCENTAJE DE SEDIMENTO Y AGUA12%

1). TOV: Con la medida directa del tanque, tomamos la tabla de aforo y determinamos el volumen, para el ejemplo con una medida de 227,6 cm corresponde a 415,48 Bls de volumen total observado.2). FW: Con la medida directa de la interface, tomamos la tabla de aforo y determinamos el volumen, para el ejemplo con una medida de 34,6 cm corresponde a 32,42 Bls de agua libre.3). CTSh: Para calcular el CTSh debemos calcular primero el TSh utilizando la temperatura del lquido y la temperatura ambiente: , entonces; =100,1

Ahora procedemos a calcular el CTSh utilizando la siguiente formula:

Dnde: Siendo Tb la temperatura de lmina del tanque a la cual se calcularon los volmenes de la tabla de aforo. Coeficiente lineal de expansin del material de la lmina del tanque.Entonces: Para este ejemplo utilizamos como temperatura base Tb= 60F y el coeficiente lineal de expansin del carbono como se puede ver en la tabla 4,

, Entonces

Ahora podemos calcular CTSh:

,entonces,

Aplicando el redondeo para el nivel de discriminacin como se puede ver en la tabla 3:

4). GOV: Procedemos a calcular el GOV mediante la siguiente formula.

= [( ) ]

Entonces: = [(415,48 32,42) 1,00050] = 383,25 Bls

5). CTL: Es una funcin de la densidad base del lquido y de su temperatura. La funcin de este factor de correccin es ajustar el volumen de lquido desde condiciones observadas a un volumen a una temperatura estndar. Los factores de correccin se pueden obtener de las tablas de medicin de petrleo (ver API MPMS 11.1 (ASTM D1250); Para el ejemplo nuestro para una gravedad API de 18,4 y una temperatura de fluido de 102,4 F se obtiene un CTL= 0,98366.

6). GSV: Se calcula multiplicando el GOV por el factor de correccin por efecto de la temperatura en el lquido (o factor de correccin de volumen), como se muestra en la siguiente formula:

= , entonces, = 383,25 0,98366 = 376,99 Bls

7). CSW: Para calcular el CSW, debe conocerse el porcentaje de S&W, el cual es suministrado por el laboratorio como resultado de anlisis a la muestra tomada durante el proceso de medicin del tanque. As el factor CSW, se calcula por la ecuacin:

Entonces: Segn los datos observados del ejemplo el %S&W = 12%.

8). NSV: Se calcula utilizando la siguiente formula.

=

Entonces:

= 376,99 0,88000 = 331,75 Bls.

De esta manera obtenemos el volumen neto en un tanque estacionario, adems los clculos se deben realizar de manera secuencial, de tal modo que solamente el resultado final en el clculo es redondeado. Si es necesario reportar cantidades intermedias las cifras pueden redondearse segn se indica en la seccin de redondeo de cifras; sin embargo, la cifra redondeada no se incluir en la secuencia del clculo.

7) CONTROL DE MODIFICACIONES:

RESUMEN DE LAS MODIFICACIONES

- Se verifico los objetivos y alcances de este procedimiento- Se desarroll mejoras en la descripcin especfica del paso a paso de la actividad.- Se analiz en detalle los riegos y controles especficos para el desarrollo de esta actividad

DESCRIPCIN DE LAS ELIMINACIONES

N/A.

8) REFERENCIAS:5 6 7 8

7.1 MANUAL DE MEDICIN DE HIDROCARBUROS Y BIOCOMBUSTIBLES. Captulo 12 - clculo de cantidades de petrleo.7.2 AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE. Manual of Petroleum Measurement Standards.

9) REVISIN Y APROBACIN:

ResponsableCargoFirma

Elabor

Revis

Aprob