estaciones de flujo2
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Flujo en elyacimiento .
Esta fase se refiere a la difcil y complicada trayectoria que sigue el petrleo dentrodel yacimiento a miles de metros de profundidad a travs de los microcanales de
roca porosa y permeable hasta llegar al fondo del pozo. Gracias a la presin oenerga natural que existe en el yacimiento.
Produccinen el pozo
Una vez que el petrleo llega al fondo del pozo, contina su recorrido por la
tubera vertical de produccin hasta alcanzar la superficie. A medida que elpetrleo asciende (bien sea por medios naturales o por mtodos de levantamientoartificial) la presin disminuye y ocurre la liberacin del gas originalmente disueltoen el crudo.
Recoleccinde crudo .
Despus que el petrleo de cada uno de los pozos del yacimiento haalcanzado la superficie, se recolecta mediante un sistema de lneas deflujo que van desde el cabezal de los pozos hasta las estaciones deflujo.
Etapas de Produccin
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Separacindel gas.
En las estaciones de flujo de petrleo y el gas producidos por los pozos entran alos separadores donde se completa la separacin del gas que an quedabamezclado con el petrleo. Al salir por los separadores, el petrleo y el gas siguenrutas diferentes para cumplir con los distintos usos y aplicaciones establecidas
Almacenamiento de crudo .
Los diferentes tipos de petrleo que llegan a las estaciones de flujo sonbombeados a travs de las tuberas hasta los patios de tanques , dondefinalmente se recolecta y almacena toda la produccin de petrleo de un readeterminada, para ser tratada, eliminando el agua, colocndolo bajoespecificaciones comerciales.
Transporte deoleoductos
El crudo limpio (sin agua y desalado) almacenado en los patios detanques es enviado a travs de los oleoductos a las refineras del pas ya los terminales de embarque para su exportacin a los mercados deultramar
Embarque aexportacin
El petrleo que llega a los terminales de embarque es cargado a la flotatanquera para su envo a los distintos mercados del mundo.
Etapas de Produccin
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Estaciones de Flujo. DefinicinInstalacin compuesta por tanques, bombas y tuberas donde se recolectala produccin de varios pozos para enviarla posteriormente a otros sitios
segn las operaciones que se realicen.
Lnea de Flujo: Tubera utilizada Para conducir Uno o ms fluidos entrediferentes instalaciones o pozos dentro de Campos petroleros y de gas.
Se llama lnea de flujo al espacio de reservorio recorrido por el fluidocontenido cuando se pone a producir un pozo. Las lneas de flujo puedenser mapeadas para generar un diagrama que muestre como se desplazanlos fluidos.
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Estaciones de Flujo. Funciones
Recolectar la produccin de los diferentes pozos de
una determinada rea.
Separar la fase liquida y gaseosa del liquido multifasicoproveniente de los pozos productores.
Medir la produccin de petrleo, agua y gas de cadapozo productor.
Proporcionar un sitio para el almacenamientotemporal de petrleo.
Bombear el petrleo a patio de tanques.
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Estaciones de Flujo. Componentes Bsicos
Cabezal (Multiple) o caon de produccin.Lineas de flujo.Separador de produccin General.Separador de Prueba.
Depurador de gasCalentadores o calderas (para crudos pesados).Bombas de crudo.Bombas Inyeccin de quimica.
Equipos auxiliares (instrumentos de medicin,valvulas, etc).
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Estaciones de Flujo. EquiposTanques
almacenamientode crudoLnea a patio de
Tanques
Separadoresgenerales
Separadores
de prueba
Lneas dealimentacin defluidos bifsicos
Mltiples de
produccin
Salidas gasSalidas gas
a planta
Salidas gasa planta
Depurador
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Estaciones de Flujo. UbicacinTierra: EF. Motatan II
Tierra: EF. Motatan III
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Estaciones de Flujo. UbicacinTierra: EF. Motatan I
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Estaciones de Flujo. Ubicacin
Lago: EF. 8-3Lago: EF. 15-3
Lago: EF. 12-4Lago: EF. 8-3
Lago: EF.
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Estaciones de Flujo. Procesos
1. Recoleccin de fluidos (mezcla de crudo, agua ygas).
2. Separacin liquido gas
3. Almacenamiento temporal de crudo en tanques.
4. Calentamiento (para crudos pesados).
5. Distribucin de fluidos
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Estaciones de Flujo. Proceso de Recoleccin de Fluidos
Desde el cabezal de cada pozo arranca la tubera de
flujo que, tendida de los diferentes pozos, llega a unadeterminada estacin de recoleccin, diseada pararecibir la produccin de cierto nmero de pozos de unrea determinada, recibida en un cabezal (mltiple) ocan de produccin.
Las tuberas que salen de los pozos son diseadas paratransportar fluidos generalmente bifsicos, es decirmezcla de lquidos (petrleo-agua) y gas, en diferentesdimetros, series y rangos de trabajo, y seleccionadasal potencial de produccin, caractersticas del crudo y
presiones de flujo del sistema.
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10 7,2km
EF-15-3
VLC633
EF-8-3
VLC387
PE-1-3
EF-1-4
EF-13-4
EF-27-3PE-2-4
EF-2-11
PE-1-4
SISTEMA DE MANEJO DE CRUDOUNIDAD DE EXPLOTACION LAGOTRECO
Estacin de Flujo
Plataforma de Empalme
Planta Compresora
Lnea multifasica
Lnea F/S
Sistema de Bombeo
TDN
PE-8-4
BA-28
SIMBOLOGA
Mltiple de Produccin
6 4km
6 7km
EF-14-3 8 1,km
10 2,9km
10 2,4km
16 3,8km
10 2,3km
EF-12-4
10 2,2km
EF-12-4
MP22-118 4km
8 4km
MP 9-48 1,86km
MP2-4
OCTUBRE 2005 Lneas totales de crudos: 19Longitud total: 93,2 Km
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SISTEMA DE RECOLECCION DE GAS DE BAJA PRESIONUNIDAD DE EXPLOTACION LAGOTRECO
14 7,4Km
18 2,3Km
16 1,4Km
30 1,1Km
LAGO 130 22Km
PE-8-3
16 6,1Km EM-2
24 9,4Km EM-3
24 6,9Km
16 3,2Km
20 3,6Km
16 6,9Km
24 6,9Km
30 1,5Km
30 1,8Km
Estacin de Flujo
Plataforma de EmpalmePlanta CompresoraRecorrido del Gas
EF-12-4
EF-27-3PE-2-4
UNIGAS
EF-13-4
EF-1-4
EF-15-3
EF-8-3
VLC387
PE-1-4
TDN
EF-14-3
EF-2-11
SIMBOLOGA
Mltiple de Produccin
24 4,4Km
30 19Km
TRANSFERENCIA CONLAGOCINCO
TRANSFERENCIA CONCSL
TRANSFERENCIA CONBACHAQUERO
20 0,5Km
PC-6
EFBA-28
EF-1-8
PE-1-5
OCTUBRE 2005
Lnea total de crudo:26Longitud total: 158,1 Km.
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4 1,4Km
UNIGAS
10 2,2Km
BACHAQUEROLAGO
Mltiple de Gas
Plataforma de Empalme
Recorrido del Gas
PC-6
6 5,3Km
MG-8-38 5,4Km
8 0,1Km
MG-14-3B 8 7,5Km
MG-14-3A
8 7,5Km
6 7,5Km
MG-15-3
12 1,8Km EM-4
12 4,5Km 6 5Km
12 16Km
PE-1-3
12 5Km
MG-27-3
6 1,5Km
Segregacin
6 1,5Km
LAMAR
MG-13-4
6 1Km
MG-12-4
4 2Km
MG-2-11
MG-22-11
4 5Km
PE-2-4
SISTEMA DE DISTRIBUCION DE GAS DE ALTA PRESIONUNIDAD DE EXPLOTACION LAGOTRECO
MG-9-44 1Km
Planta Compresora
10 50Km
SIMBOLOGA
BACH1-45
LAGO 1
12 3,4Km
MG-1-4
12 1,5Km
EF-1-4
12
OCTUBRE 2005
Lnea total de crudo:23Longitud total: 155,1 Km.
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Estaciones de Flujo. Proceso de Recoleccin de Fluidos
Mltiple de RecoleccinLnea de Prueba
Lnea de General
Compuesto de Lneas y Vlvulas.
Lnea General: Tubo de mayor dimetro (8-10 in) en el cual se recolecta laproduccin de los pozos que llega a la E.F;Cuando existen dos etapas de separacin
se considera la presin de trabajo (alta(100 200 psia) y baja (0-110psia)).
Lnea de prueba: Menor dimetro (2 6in) usada para aislar la produccin de un
pozo y medir su produccin individual.
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de FluidosUna vez recolectado el petrleo, este se somete a unproceso dentro de un recipiente denominado
Separador, en el cual el gas y el liquido (petrleo yagua) se separan a determinada presin.
El gas sale por la parte superior del separador ymientras que el liquido va por la parte inferior delmismo.
El flujo del pozo consiste preponderantemente depetrleo, al cual est asociado un cierto volumen degas: (RGP), que se mide en m3 de gas por m3 depetrleo producido o en pies cbicos de gas por
barril de petrleo producido, a condicionesestipuladas en la superficie. Adems, el flujo depetrleo y gas puede mostrar la presencia de agua yde sedimentos procedentes del yacimientoproductor.
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de Fluidos
Separadores
Para realizar la separacin del gas del petrleo seemplean separadores del tipo vertical y horizontal,cuya capacidad para manejar ciertos volmenesdiarios de crudo y de gas, a determinadas presionesy etapas de separacin.
Los separadores se fabrican de acero, cuyascaractersticas corresponden a las normasestablecidas para funcionar en etapas especficasde alta, mediana o baja presin. En la separacinde gas y petrleo es muy importante considerar la
expansin que se produce cuando el gas sedesprende del petrleo y la funcin quedesempea la presin . Adems, en el interior delseparador, a travs de diseos apropiados, debeprocurarse el mayor despojo de petrleo del gas,de manera que el gas salga lo ms limpio posible y
se logre la mayor cantidad posible de petrleo.
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de Fluidos
Requerimientos de un Separador
La energa que posee el fluido al entrar al recipiente debe ser controlada.Las tasas de flujo de las fases lquida y gaseosa deben estar comprendidas dentro de ciertos lmites, que sern definidos a
medida que se analice el diseo. Esto hace posible queinicialmente la separacin se efecte gracias a las fuerzasgravitacionales, las cuales actan sobre esos fluidos, y que seestablezca un equilibrio entre las fases lquido-vapor.La turbulencia que ocurre en la seccin ocupada por el gas debe
ser minimizada.La acumulacin de espuma y partculas slidas contaminantesha de ser controlada.Las fases lquida y gaseosa no se deben poner en contacto unavez separadas..
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Las salidas de los fluidos necesitan estar provistas decontroles de presin y/o nivel.Las regiones del separador donde se pueden acumular slidos deben, en lo posible, tener las previsionespara la remocin de esos slidos.El separador requiere vlvulas de alivio, con el fin deevitar presiones excesivas, debido a diferentes causas,por ejemplo: lneas obstaculizadas.
El separador debe estar dotado de manmetros,termmetros, controles de nivel, visibles; para hacer, enlo posible, revisiones visuales.Es conveniente que todo recipiente tenga una boca devisitas, para facilitar la inspeccin y mantenimiento
Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de Fluidos
Requerimientos de un Separador
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de Fluidos
Requerimientos de un Separador
Boquilla deentrada
Boquilla desalida
Boca deVisita
Vlvula deAlivio
Salida deliquido
Medidor deflujo
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de Fluidos
Requerimientos de un Separador
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de Fluidos
Clasificacin de los Separadores
Segn su funcin:
Separadores de Produccin
General, recibe los fluidosprovenientes de la lnea delmltiple de produccingeneral.
Separador de Prueba, recibela produccin de un solopozo con el objeto de sermedida.
d d l d
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de Fluidos
Clasificacin de los Separadores
Segn su configuracin:
Esfricos y Cilndricos ( Pueden ser vertical u Horizontal).
Separador Caractersticas
Vertical Mayor espacio para la liberacin del gas en la partesuperior.Normalmente empleados cuando la relacin gas ovapor lquido es alta y/o cuando se esperan grandesvariaciones en el flujo de vapor/gas.
Puede manejar mayor volumen de crudo, produciendomenos espuma.Puede manejar grandes cantidades de arenas.Facilidad en remocin de slidos acumulados en elfondo.Requieren de mucho espacio vertical para su instalacin
d S i d l id
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Separador Horizontal
Caractersticas
Normalmente empleados cuando la relacin gas vapor
lquido es baja.Requieren de poco espacio vertical para su instalacin.Requieren menor dimetro, que un separador vertical,para una capacidad dada de gas.Manejan grandes cantidades de lquido, fuertesvariaciones en la entrada de lquido,Difcil remocin de slidos acumulados (Necesidad deinclinar el recipiente aadir internos como tuberas delavado).Mayor rea para dispersin de espuma y crudosemulsionados.
Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de FluidosClasificacin de los Separadores
P d S i d Fl id
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Estaciones de Flujo. Proceso de Separacin de FluidosClasificacin de los Separadores
Depuradores de Gas
Luego que se genera la separacin principal, la lnea de gas resultantesque sale, pasa a otro tipo de separador llamado depurador de gas, el cualtiene como funcin bsica la de remover pequeas cantidades de
lquidos de esta mezcla predominantemente gaseosa.
Los depuradores de gas son bsicamente un separador de gas-lquido,que solo manejan los volmenes de liquido contenidos en el gasprocesado en su sistema (poco liquido).
Los depuradores estn diseados para trabajar a un volumen y presinconstante de tal manera que el gas sea ms seco, para evitar el envo deliquido a las plantas compresoras. Aguas abajo de los depuradores sepuede efectuar la medicin del gas total manejado en la instalacin.
P i i i d S i d Fl id
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Estaciones de Flujo. Principios de Separacin de FluidosMomentum (Cantidad de Movimiento) Fluidos con diferentes densidades tienen diferentes momentum. Si una
corriente de dos fases se cambia bruscamente de direccin, el fuertemomentum o la gran velocidad adquirida por las fases, no permiten que lapartculas de la fase pesada se muevan tan rpidamente como las de la faseliviana, este fenmeno provoca la separacin.
Fuerza de gravedad
Las gotas de lquido se separan de la fase gaseosa, cuando la fuerza gravitacionalque acta sobre las gotas de lquido es mayor que la fuerza de arrastre del fluidode gas sobre la gota. Estas fuerzas definen la velocidad terminal, la cualmatemticamente se presenta usando la ecuacin siguiente (Perry, 5ta. Ed.) :
Coalescencia Las gotas muy pequeas no pueden ser separadas por gravedad. Estas gotas seunen, por medio del fenmeno de coalescencia, para formar gotas mayores, lascuales se acercan lo suficientemente como para superar las tensionessuperficiales individuales y poder de esta forma separarse por gravedad.
3
4
C
d g V
g
g l pt
F d S i d Fl id
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DEFLECTOR (Momentun)
DEMISTER (Coalescencia)
COMPONENTES INTERNOS DEUN DEPURADOR
Entrada
Descarga
Separacin PorCoalescencia
SeparacinPor Gravedad
SeparacinPor
Asentamiento
SeparacinPrimaria
Estaciones de Flujo. Fases de Separacin de Fluidos
P bl O i l S d
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Estaciones de Flujo. Problemas Operacionales en Separadores
Crudos Espumosos: la espuma es causada por las impurezas yel agua presente en el crudo que no se ha removido antes quela corriente llegue al separador.
Dificultad el nivel de liquido.
Es obstculo para obtener velocidades optimas de gas yliquido por el volumen que ocupa.Posibilidad que tanto el gas como el liquido salgan del
separador con espuma.
Arena: Causa:Taponamiento de dispositivos internos.Erosin, corte de vlvulas y lneas.Acumulacin de arena en el fondo
P bl O i l S d
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Estaciones de Flujo. Problemas Operacionales en Separadores
Emulsiones: suele ser un problema en separadores trifasicos.Cuando existe tendencia a la formacin de emulsiones, el tiempode asentamiento requerido para obtener la separacin aceptableagua crudo pueden ser apreciables, muchas veces mayor para laseparacin gas-liquido. Algunas veces se remueve el agua-crudo
sin separar y luego someterlos a deshidratacin o inyectar qumica(demusificantes).
Escapes de gas en el liquido:Debido a:
Bajo nivel de Liquido.Efecto vrtice.Falla en controles de nivel.
P ( )
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MLTIPLE DEPRODUCCIN
LNEA DE SALIDADEL GAS
SEPARADORESGENERALES
SEPARADOR DEPRUEBA
GAS HACIAPLANTA
DEPURADORDE GAS
Estaciones de Flujo. Procesos (resumen)
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ESTACIONES DE FLUJO Una estacin de flujo la podemos definir como un conjunto de equipos interrelacionados para recibir, medir,almacenar temporalmente y bombear los fluidos provenientes de los pozos ubicados en sus alrededores.
En una estacin de flujo la recoleccin de la produccin de crudo multifasico (crudo, liquido, gas asociado, agua ysedimentos), que se encuentran en varios yacimientos, es transportada mediante la conexin de lneas de flujodesde los pozos productores hasta los cabezales de produccin o mltiples de instalados en la estacin, estosmltiples poseen dos cabezales uno llamado cabezal de produccin donde converge el crudo a una presinpromedio de 70 Psi. Este cabezal de produccin esta conectado a un separador general (de alta o baja presin)en donde ocurre la separacin de gas liquido, l lquido que se extrae y que sale por el fondo del separador esenviado hacia los tanques de almacenamiento temporal donde se lleva a cabo la separacin de agua y crudo.Dependiendo del nivel de los tanques se produce automticamente el arranque de un grupo de bombas
reciprocantes colocadas en paralelo, desde donde es succionado y enviado l lquido el cual eleva la presin delcrudo permitindole llegar al sistema de recoleccin de crudos (lneas de bombeo) correspondiente y de all seguir hacia los patios de tanque en tierra.Por otra parte el gas que sale por el tope de los separadores y va al depurador, donde deja los residuos de crudoque pudo haber quedado en la separacin, despus de que el gas es obligado a pasar por un filtro Demister (Desnebulizador), el gas limpio el cual debe de estar lo suficientemente libre de lquidos es enviado por lastuberas a los sistemas de recoleccin de gas, y luego hacia las plantas compresora o miniplantas. El gas luego deser comprimido es utilizado para incrementar presin en los yacimientos, as como tambin es utilizado para ellevantamiento artificial de (crudo) o gas lift. Parte de este mismo gas a alta presin es enviado a refineras y
plantas elctricas para ser usado como materia prima o combustible, as tambin para uso industrial y domestico.El segundo cabezal es exclusivo para la ejecucin de pruebas de pozos el cual esta conectado a un separador deprueba; aqu se produce la separacin de crudo gas, adems de llevar el conteo de crudo y gas por da, endonde son medidos por instrumentos especiales que permiten cuantificar el volumen de liquido que se manejadurante un periodo preestablecido.