separadores estaciones de flujo

7/17/2019 SEPARADORES Estaciones de Flujo

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Estaciones de Flujo

MÓDULO DE RESERVORIO YSEPARACIÓN

ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍAUNIDAD ACADÉMICA SANTA CRUZ

TECNOLOGÍA DEL GAS II1ER. SEMESTRE - 2015

Santa C!" #$ La S%$a - 2015



Etapas de Producción

Flujo enelyacimien

to.

• Esta fase se reere a la difícil y complicada trayectoria que sigueel petróleo dentro del yacimiento a miles de metros de

profundidad a través de los microcanales de roca porosa ypermeable hasta llegar al fondo del pozo. Gracias a la presión oenergía natural que existe en el yacimiento.

Producción en el

pozo

• !na vez que el petróleo llega al fondo del pozo" contin#a su

recorrido por la tubería vertical de producción hasta alcanzar lasupercie. $ medida que el petróleo asciende %bien sea pormedios naturales o por métodos de levantamiento articial& lapresión disminuye y ocurre la liberación del gas originalmentedisuelto en el crudo.

Recolección decrudo.

• 'espués que el petróleo de cada uno de los pozos delyacimiento ha alcanzado la supercie" se recolectamediante un sistema de líneas de (u)o que van desde elcabezal de los pozos hasta las estaciones de fujo.



Etapas de Producción

Separación delgas.

• En las estaciones de fujo de petróleo y el gas producidos porlos pozos entran a los separadores donde se completa laseparación del gas que a#n quedaba mezclado con el petróleo.

$l salir por los separadores" el petróleo y el gas siguen rutasdiferentes para cumplir con los distintos usos y aplicacionesestablecidas

Almacenamiento decrudo.

• *os diferentes tipos de petróleo que llegan a las estaciones defujo son bombeados a través de las tuberías hasta los patiosde tanques" donde nalmente se recolecta y almacena toda la

producción de petróleo de un +rea determinada" para sertratada" eliminando el agua" coloc+ndolo ba)o especicacionescomerciales.

Transport

e deoleoductos

• El crudo limpio %sin agua y desalado& almacenado en lospatios de tanques es enviado a través de los oleoductos

a las renerías del país y a los terminales de embarquepara su exportación a los mercados de ultramar

Embarquea

exportaci

ón

• El petróleo que llega a los terminales de embarque es cargado ala (ota tanquera para su envío a los distintos mercados delmundo.



E&ta'%(n$& #$ )*!+(. e!nición,nstalación compuesta por tanques" bombas y tuberíasdonde se recolecta la producción de varios pozos para

enviarla posteriormente a otros sitios seg#n lasoperaciones que se realicen.

*ínea de -lu)o /ubería utilizada 0ara conducir !no o m+s(uidos entre diferentes instalaciones o pozos dentro de

1ampos petroleros y de gas.

2e llama línea de (u)o al espacio de reservorio recorridopor el (uido contenido cuando se pone a producir un pozo.*as líneas de (u)o pueden ser mapeadas para generar undiagrama que muestre como se desplazan los (uidos.



E&ta'%(n$& #$ )*!+(. )!n'%(n$&

3ecolectar la producción de los diferentes

pozos de una determinada +rea.

2eparar la fase liquida y gaseosa del liquidomultifasico proveniente de los pozos

productores.

4edir la producción de petróleo" agua y gasde cada pozo productor.

0roporcionar un sitio para elalmacenamiento temporal de petróleo.

5ombear el etróleo a atio de tan ues.



E&ta'%(n$& #$ )*!+(. C(,(n$nt$& /&%'(&

1abezal %4#ltiple& o ca6ón de producción.*íneas de (u)o.2eparador de producción General.2eparador de 0rueba.

'epurador de gas1alentadores o calderas %para crudospesados&.5ombas de crudo.

5ombas ,nyección de química.Equipos auxiliares %instrumentos demedición" v+lvulas" etc&.



E&ta'%(n$& #$ )*!+(. E!%(& /anques

almacenamiento de crudo*ínea a patio

de /anques

2eparado

resgenerales

2eparadores de

prueba

*íneas dealimentación

de (uidosbif+sicos

4#ltiplesde

producción

2alidas

gas

2alidasgas a

planta

2alidasgas aplanta

'epurador



E"#$P% T&P% E PR%#''$() E)S#PERF$'$E



4anifolf paraproducción y

pruebas de pozo"con v+lvulas de 7vías controlado

por programadoresde prueba"

autom+ticos"neum+ticos o

E"#$P% T&P% E PR%#''$() E)S#PERF$'$E



',2082$*

',2089,5*E2$*$5*E :E9',5*E

*(#+% ERESER,%R$%

- SEPARA'$() EF+#$%S

.AS/ PETR%+E% /

A.#A - S(+$%S

*(#+%S EPR%'ESA*$E)T% EE PETR(+E% 'R#%



'E;$/E3,9G'E2<,'3$/$1,=9

',2082$* ',2089,5*E2$*$5*E :E9',5*E

*(#+% ERESER,%R$%

- SEPARA'$() EF+#$%S

.AS/ PETR%+E% /A.#A - S(+$%S

*(#+%S EPR%'ESA*$E)T% EE PETR(+E% 'R#%



Estaciones de Flujo0 #bicación



Estaciones de Flujo0 Procesos

>.3ecolección de (uidos %mezcla decrudo" agua y gas&.

?.2eparación liquido @ gas

7.$lmacenamiento temporal de crudo entanques.

A.1alentamiento %para crudos pesados&.

B.'istribución de (uidos

E t i d Fl j



Estaciones de Flujo0 roceso e eco ecc n eFluidos

'esde el cabezal de cada pozo arranca la

tubería de (u)o que" tendida de losdiferentes pozos" llega a una determinadaestación de recolección" dise6ada pararecibir la producción de cierto n#mero de

pozos de un +rea determinada" recibida enun cabezal %m#ltiple& o ca6ón deproducción.

*as tuberías que salen de los pozos sondise6adas para transportar (uidosgeneralmente bif+sicos" es decir mezcla de

líquidos %petróleoCagua& y gas" en diferentes

Estaciones de Flujo




4#ltiple derecolecciónEn la estación de (u)o y derecolección" el m#ltiple deproducción representa un sistemade recibo al cual llega el (u)oducto de cada uno de los pozosproductores asignados a esaestación.

El m#ltiple facilita el mane)o de laproducción total de los pozos queha de pasar por los separadores

como también el aislamiento depozos para pruebas individualesde producción %cuanticar suproducción diaria&.

0or medio de las interconexionesdel sistema la dis osición

Estaciones de Flujo




4#ltiple de3ecolección*ínea de

0rueba

ínea de General

'ompuesto de +1neas y

,2l3ulas0

+1nea .eneral /ubo de mayordi+metro %D C> in& en el cual serecolecta la producción de los

pozos que llega a la E.-F 1uandoexisten dos etapas de separaciónse considera la presión de traba)o%alta %> @ ? psia& y ba)a %C>>psia&&.

+1nea de prueba4 4enor

Estaciones de Flujo



Estaciones de Flujo0 roceso e eparac n eFluidos!na vez recolectado el petróleo" este sesomete a un proceso dentro de un

recipiente denominado Separador/ en elcual el gas y el liquido %petróleo y agua& seseparan a determinada presión.

El gas sale por la parte superior delseparador y mientras que el liquido va porla parte inferior del mismo.

El (u)o del pozo consistepreponderantemente de petróleo" al cualest+ asociado un cierto volumen de gas

%3G0&" que se mide en m7 de gas por m7de petróleo producido o en pies c#bicos degas por barril de petróleo producido" acondiciones estipuladas en la supercie.$dem+s" el (u)o de petróleo y gas puede

mostrar la presencia de agua y desedimentos procedentes del yacimiento

Estaciones de Flujo



Estaciones de Flujo0 roceso e eparac n eFluidos

2eparadores

0ara realizar la separación del gas delpetróleo se emplean separadores del tipovertical y horizontal" cuya capacidad paramane)ar ciertos vol#menes diarios decrudo y de gas" a determinadas presiones

y etapas de separación.*os separadores se fabrican de acero"cuyas características corresponden a lasnormas establecidas para funcionar enetapas especícas de alta" mediana o

ba)a presión. En la separación de gas ypetróleo es muy importante considerar laexpansión que se produce cuando el gasse desprende del petróleo y la funciónque desempe6a la presión. $dem+s" enel interior del separador" a través de

dise6os apropiados" debe procurarse elmayor despo)o de petróleo del gas" de

Estaciones de Flujo




3equerimientos de un2eparador

•La energía que posee el fluido al entrar al recipiente debe ser

controlada.•Las tasas de flujo de las fases líquida y gaseosa deben estar

comprendidas dentro de ciertos límites, que serán definidos a

medida que se analice el diseño. Esto hace posible queinicialmente la separación se efectúe gracias a las fueras

gra!itacionales, las cuales actúan sobre esos fluidos, y que se

estableca un equilibrio entre las fases líquido"!apor.•La turbulencia que ocurre en la sección ocupada por el gas debe

ser minimiada.•La acumulación de espuma y partículas sólidas contaminantes

ha de ser controlada.•Las fases líquida y gaseosa no se deben poner en contacto una

!e separadas..

Estaciones de Flujo roceso e eparac n e



•Las salidas de los fluidos necesitan estar pro!istas de

controles de presión y#o ni!el.•Las regiones del separador donde se pueden acumular

sólidos deben, en lo posible, tener las pre!isiones

para la remoción de esos sólidos.•El separador requiere !ál!ulas de ali!io, con el fin de

e!itar presiones e$cesi!as, debido a diferentes causas,

por ejemplo% líneas obstaculiadas.

•El separador debe estar dotado de manómetros,termómetros, controles de ni!el, !isibles& para hacer, en

lo posible, re!isiones !isuales.•Es con!eniente que todo recipiente tenga una boca de

!isitas, para facilitar la inspección y mantenimiento






'oney(ell

) * ) + ) ,



5oquillade

entrada

5oquillade salida

5oca de:isita

:+lvulade $livio

2alida deliquido

4edidorde (u)o





1lasicación de los2eparadores

Seg5n su 6unción4

Separadores de

Producción .eneral/recibe los (uidosprovenientes de lalínea del m#ltiple deproducción general.

Separador dePrueba/ recibe laproducción de un solo

pozo con el ob)eto de






Seg5n su con!guración4

Esféricos y 1ilíndricos % 0ueden ser vertical u <orizontal&.

Separador 'aracter1sticas

,ertical-4ayor espacio para la liberación del gas en laparte superior.-9ormalmente empleados cuando la relacióngas o vapor@líquido es alta yHo cuando seesperan grandes variaciones en el (u)o devaporHgas.-0uede mane)ar mayor volumen de crudo"produciendo menos espuma.-0uede mane)ar grandes cantidades dearenas.--acilidad en remoción de sólidos acumulados

en el fondo.-3equieren de mucho espacio vertical para su




2eparador 7orizontal

'aracter1sti

cas

- 9ormalmente empleados cuando la relación

gas ó vapor@líquido es ba)a.-3equieren de poco espacio vertical para suinstalación.-3equieren menor di+metro" que un separadorvertical" para una capacidad dada de gas.-4ane)an grandes cantidades de líquido" fuertes

variaciones en la entrada de líquido"-'ifícil remoción de sólidos acumulados%9ecesidad de inclinar el recipiente ó a6adirinternos como tuberías de lavado&.-4ayor +rea para dispersión de espuma y

crudos emulsionados.








Depuradores de Gas

*uego que se genera la separación principal" la línea degas resultantes que sale" pasa a otro tipo de separadorllamado depurador de gas" el cual tiene como funciónb+sica la de remover peque6as cantidades de líquidos deesta mezcla predominantemente gaseosa.

*os depuradores de gas son b+sicamente un separador degasClíquido" que solo mane)an los vol#menes de liquidocontenidos en el gas procesado en su sistema %pocoliquido&.

*os depuradores est+n dise6ados para traba)ar a unvolumen y presión constante de tal manera que el gas seam+s seco" para evitar el envío de liquido a las plantascompresoras. $guas aba)o de los depuradores se puedeefectuar la medición del gas total mane)ado en la

instalación.

Estaciones de Flujo r nc p os e eparac n e



Estaciones de Flujo0 r nc p os e eparac n eFluidos

*omentum 8'antidad de *o3imiento9-luidos con diferentes densidades tienen diferentes momentum.2i una corriente de dos fases se cambia bruscamente de

dirección" el fuerte momentum o la gran velocidad adquirida porlas fases" no permiten que la partículas de la fase pesada semuevan tan r+pidamente como las de la fase liviana" estefenómeno provoca la separación.Fuerza de gra3edad*as gotas de líquido se separan de la fase gaseosa" cuando la

fuerza gravitacional que act#a sobre las gotas de líquido esmayor que la fuerza de arrastre del (uido de gas sobre la gota.Estas fuerzas denen la velocidad terminal" la cualmatem+ticamente se presenta usando la ecuación siguiente%0erry" Bta. Ed.& 'oalescencia*as gotas muy peque6as no pueden ser separadas porgravedad. Estas gotas se unen" por medio del fenómeno decoalescencia" para formar gotas mayores" las cuales se acercanlo sucientemente como para superar las tensiones supercialesindividuales y poder de esta forma separarse por gravedad.

( )´3

4

C

d g V

g

g l p

t ××

−×××

=

ρ

ρ ρ



1antidad de 4ovimiento%4omentum&

/ambien se le llama momento lineal" o simplemente" momento'a una medida de la dicultad de llevar un ob)eto que se mueve

hasta el reposo

F d S ió d Fl id



EF+E'T%R8*omentun9

E*$STER8'oalescencia9

'%*P%)E)TES$)TER)%S E #)

EP#RA%R

Entrada

escarga

Separación Por'oalescencia

SeparaciónPor .ra3edad

SeparaciónPor

Asentamiento

SeparaciónPrimaria

Estaciones de Flujo0 Fases de Separación de Fluidos

Estaciones de Flujo0 ro emas perac ona es en



j 0 ro emas perac ona es enSeparadores

'rudos Espumosos4 la espuma es causada por

las impurezas y el agua presente en el crudo queno se ha removido antes que la corriente llegue alseparador.

'icultad el nivel de liquido.Es obst+culo para obtener velocidades optimasde gas y liquido por el volumen que ocupa.0osibilidad que tanto el gas como el liquidosalgan del separador con espuma.

Arena4 'ausa4 /aponamiento de dispositivos internos.Erosión" corte de v+lvulas y líneas.

$cumulación de arena en el fondo

Estaciones de Flujo0 ro emas perac ona es en



j 0 ro emas perac ona es enSeparadores

Emulsiones4 suele ser un problema en separadores

trifasicos. 1uando existe tendencia a la formación deemulsiones" el tiempo de asentamiento requeridopara obtener la separación aceptable agua @crudopueden ser apreciables" muchas veces mayor para la

separación gasCliquido. $lgunas veces se remueve elaguaCcrudo sin separar y luego someterlos adeshidratación o inyectar química %demusicantes&.

Escapes de gas en el liquido4

'ebido a5a)o nivel de *iquido.Efecto vórtice.-alla en controles de nivel.

Procesos 8resumen9



*:+T$P+EE

PR%#''$;)

+&)EA ESA+$A E+

.AS

SEPARA%RES

.E)ERA+ES

SEPARA%R E

PR#E<A

.AS 7A'$AP+A)TA

EP#RA%R E .AS

Estaciones de Flujo0 Procesos 8resumen9

E t % # )* +



ESTACIONES DE FLUJO

na estación de flujo la podemos definir como un conjunto deequipos interrelacionados para recibir, medir, almacenar

temporalmente y bombear los fluidos pro!enientes de los

poos ubicados en sus alrededores.

En una estación de flujo la recolección de la producción decrudo multifasico (crudo, liquido, gas asociado, agua y

sedie!"os#, que se encuentran en !arios yacimientos, es

transportada mediante la cone$ión de líneas de flujo desde

los poos productores hasta los cabeales de producción omúltiples instalados en la estación, estos múltiples poseen

dos cabeales uno llamado cabeal de producción donde

con!erge el crudo a una presión promedio de /0 1si.

E&ta'%(n$& #$ )*!+(.

E t % # )* +



- Este cabeal de producción esta conectado a un separador

general 2de alta o baja presión3 en donde ocurre la separación degas liquido, 4l líquido que se e$trae y que sale por el fondo del

separador es en!iado hacia los tanques de almacenamiento

temporal donde se lle!a a cabo la separación de agua y crudo.

- 5ependiendo del ni!el de los tanques se produce

automáticamente el arranque de un grupo de bombas

reciprocantes colocadas en paralelo, desde donde es succionado

y en!iado 4l líquido el cual ele!a la presión del crudo

permiti4ndole llegar al sistema de recolección de crudos 2líneas

de bombeo3 correspondiente y de allí seguir hacia los patios de

tanque en superficie.

E&ta'%(n$& #$ )*!+(.

E&ta'%(n$& #$ )*!+(



E&ta'%(n$& #$ )*!+(.

- 1or otra parte el gas que sale por el tope de los separadores y !a aldepurador, donde deja los residuos de crudo que pudo haber

quedado en la separación, despu4s de que el gas es obligado a

pasar por un filtro 5emister 25esnebuliador3, el gas limpio el cual

debe de estar lo suficientemente libre de líquidos es en!iado por las

tuberías a los sistemas de recolección de gas, y luego hacia las

plantas compresora o miniplantas.

- El gas luego de ser comprimido es utiliado para incrementar

presión en los yacimientos, así como tambi4n es utiliado para el

le!antamiento artificial de 2crudo3 o 6gas lift7. 1arte de este mismo

gas a alta presión es en!iado a refinerías y plantas el4ctricas para

ser usado como materia prima o combustible, así tambi4n para uso

industrial y domestico.

E t % # )* +



E&ta'%(n$& #$ )*!+(.

- El segundo cabeal es e$clusi!o para la

ejecución de pruebas de poos el cual esta

conectado a un separador de prueba& aquí

se produce la separaci$! de crudo %gas, además de lle!ar el conteo de crudo y

gas por día, en donde son medidos por

instrumentos especiales que permitencuantificar el !olumen de liquido que se

maneja durante un periodo preestablecido.

separadores estaciones de flujo

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