parte1 facilidades de producciÓn
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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FACILIDADESDE
PRODUCCIN
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FACILIDAD DE PRODUCCIN
OBJETIVO
Actualizar y desarrollar en el personal de campo las
competencias necesarias para operar con xito los equipos de
Facilidades de Superficie (manejo de crudo y gas), buscando
optimizacin, productividad y compromiso con la Salud
Ocupacional y la gestin ambiental.
Junto con este objetivo tambin se resaltar la importancia deunificar criterios, implementar controles y buscar eficiencia y
eficacia de los procesos de manejo de crudo, gas y agua como
forma de optimizar los procesos bajo nuestra responsabilidad.
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CONTENIDO
FUNDAMENTOS BSICOS
ESTACIONES DE RECOLECCIN
SEPARACIN BIFSICA Y TRIFSICA
TRATAMIENTO DEL PETRLEO CRUDO
DESHIDRATACIN - DESALACIN
TRATAMIENTO DE GAS
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
FACILIDADESDE
PRODUCCIN
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INTRODUCCIN
EXPLORACIN
PERFORACIN
PRODUCCIN
TRANSPORTE
PETROQUMICA
PRODUCCIN
Subsuelo
SuperficieEquipos
Procesos
EL PETRLEO Y SUPRODUCCIN
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TRAMPAS ESTRUCTURALES ANTICLINAL
INTRODUCCIN
EL PETRLEO Y SUPRODUCCIN
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La mayora de los yacimientos poseen alguna forma de
energa almacenada, que permite en algunos casos que elmismo produzca sus fluidos.
Los principales mecanismos de energa que se puedenpresentar en un yacimiento son:
MECANISMOS DE EMPUJE EN LOSYACIMIENTOS
1. EMPUJE DE AGUA
2. EMPUJE POR CAPA DE GAS
3. EMPUJE POR GAS ENSOLUCIN
4. EMPUJE COMBINADO
SUBSUELO
EL PETRLEO Y SUPRODUCCIN
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Los yacimientos con empuje deagua son eficientes productores, sealcanzan factores de recobroalrededor de 60% en condiciones
geolgicas favorables.
1. EMPUJE DEAGUA
Bajo estas condiciones el gas naturalcontenido en el yacimiento se encuentra encantidad suficiente para saturar la zona de
aceite y formar una capa de gas libreencima de la capa de aceite.
Cuando el pozo es completado y se caoneaen la zona inferior, el gas ejerce unapresin sobre el aceite, hacindolo fluir
hacia la superficie.
2. EMPUJE POR CAPA DEGAS
SISTEMAS DE DESPLAZAMIENTO
SUBSUELO
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3. EMPUJE POR GAS ENSOLUCIN
4. EMPUJECOMBINADO
Bajo este empuje no existe usualmentesuficiente presin capaz de hacer fluir elaceite a superficie y un mtodo delevantamiento artificial es usado desde el
comienzo de la vida de produccin delyacimiento.Una condicin natural de empujecombinado existe cuando hay ms deuna fuente de empuje en laformacin.
Empuje de agua y empuje por gassuelen aparecer juntas muy amenudo.
Las eficiencias de recobro en unyacimiento con empujes combinadoses mayor que en cualquier otro.
SISTEMAS DE DESPLAZAMIENTOSUBSUELO
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SUBSUELO
Un programa de produccindebe ser establecido basadoen las condiciones de energa
natural que existe en la
formacin productora.
SISTEMAS DE DESPLAZAMIENTO
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SISTEMAS DE PRODUCCIN
SUBSUELO
RECUPERACIN SECUNDARIAINYECCIN DE GAS
INYECCIN DE AGUA
RECUPERACIN PRIMARIA
FLUJO NATURAL
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
RECUPERACIN TERCIARIA
COMBUSTIN IN SITU
ESTIMULACIONES MATRICIALES
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Recuperacin natural o primaria: Se definecomo la recuperacin de hidrocarburo asociada a
mecanismos naturales de empuje en un yacimiento.Durante este perodo, el petrleo drenanaturalmente hacia los pozos bajo el efecto delgradiente de presin existente entre el fondo de lospozos y el seno del yacimiento.
Recuperacin secundaria: Se aplica paramantener la presin del yacimiento o desplazar losfluidos mediante la inyeccin de agua y/o gas
SISTEMAS DE PRODUCCINSUBSUELO
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Rendimiento original Rendimiento corregidoFlujo natural
Levantamiento artificialEstimulacin, Acidificacin
Espumas y Geles
Produccin por energanatural del yacimiento
Inyeccin de agua Inyeccin de gases
RECUPERACION SECUNDARIA
RECUPERACION PRIMARIA
RECUPERACION TERCIARIAOtrosumicosasesrmicos
Inyeccin de vaporIny. agua calienteCombustin en sitioElectromagnetismoCO2N2WAG / AGAGases de Combustin
Polmeros (P)Surfactantes (S)Alcalis (A)AP / SP /ASP(Combinados)
MicroorganismosEmulsionesRuaMeoaddCu
RECUPERACION DE HIDROCARBUROS
SUBSUELO
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CAP
GAS
PETRLEO
AGUA
Pozo Productor
CGP
Pozo Inyector
RECUPERACIN MEJORADAINYECCIN DE GAS
SUBSUELO
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Polmeros
Pozo deInyeccin
Produccin yalmacenamiento de losfluidos de produccin(petrleo, gas, agua) Pozo deproduccinBomba deinyeccinde agua
Agua Zona depetrleoresidualolucin deSurfactantes+Polmeros
RECUPERACION MEJORADASURFACTANTES Y/O POLMEROS
SUBSUELO
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SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO
85%
10% 1% 4%Mecnico
Gas Lift
EPS
Otros
SUBSUELO
Bombeo Mecnico
Cavidades Progresivas
Bombeo Electrosumergible Bombeo Hidrulico
Pistn
Jets
Gas Lift
Flujo continuo
Flujo intermitente
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BOMBEO
MECNICO
SUBSUELO
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CAVIDADES
PROGRESIVAS
SUBSUELO
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BOMBEO
ELECTROSUMERGIBLE
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BOMBEOHIDRULICO
SUBSUELO
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GASLIFT
SUBSUELO
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LEVANTAMIENTO
COMPARACIN DE SISTEMAS DELEVANTAMIENTO
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MecnicoCavidades
ProgresivaESP
Hidrulico
Pistn
Hidrulico
Jets
Gas Lift
Continuo
Gas Lift
Intermitente
Costo
Capital
Bajo aModerada
Depth
Bajo,
Depth ycaudal
Bajo si sedispone de
energaVara,
Bajo, con el
caballaje
Bajo parasistemascentrales
Igual alanterior
EquipoSubsuelo
Diseo yPrcticasBuenas
ProblemaSeleccin
Estator
NecesitaCables
especiales
Necesitaconductor
fluido poder
No debehaber partes
mvilesbomba
Buendiseo devlvula yseparacin
Buen Diseo
EficienciaExcelente50-60%
Excelente50-70%
ratas 50%GLR>10030-40%
Justa,10-30%
Justa5-30%
Mala 5-10%
Flexibili-dad
Excelente JustaMala,
velocidad
arreglada
Buena/EVariar el
poder de larata del
fluido depotencia
Buena/E
Excelentevara larata de
inyeccin
Buena,ajustartiempos
inyeccin
LEVANTAMIENTO
COMPARACIN DE SISTEMAS DELEVANTAMIENTO
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Mecnico
Cavidades
ProgresivaESP
Hidrulico
Pistn
Hidrulico
Jets
Gas Lift
Continuo
Gas Lift
Intermitente
Tamao
del CSG
Limita el usode grandes
bombas
No presentaproblemas
Limita el usode motoresy bombasgrandes
CSG peq. friccin ylimitan larata de
produccin
Igual alanterior
Limita larata de
produccina
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Mecnico
Cavidades
ProgresivaESP
Hidrulico
Pistn
Hidrulico
Jets
Gas Lift
Continuo
Gas Lift
Intermitente
Huecos
Desviados
Justo,pozos de
alto nguloson
producidos
Pobre-JustoProblemasdeterioro
pocos
reportes
Buena,experiencia
limitada
Excelente,La bomba
pasa atravs deltbg. Sin
problema
1 bomba jetpude pasar
por una patade perro hasta
de 24/100ft.
Excelente,vlvulas
recuperablepresentan
pocos
problemashasta 70
Igual alanterior
Aplicacin
Dual
Justa, doslneas ende 2en
csg de 7
No seconocen
instalaciones
Se requiereun csg ms
grande,posibles
problemas
Justa,Fluido paracada zona,bajos GLR
y ratas
Igual alanterior
Justa perocomplicada
Igual alanterior
Habilidadmanejo de
parafinas
Justo/buen
posible usode agua ooil calienteraspadores
Justo, no se
usanraspadores
fluidocaliente
Justo, Usofluidos
calientes
Buena/Exc
Circularcalor
aparicin
Igual alanterior
Buena Buena
Habilidad
manejo del
gas
Buena, sise puedeventilar
PobreBuena,
utilizandoseparadores
Buena,maneja
alto GORcon
separador
El gas reducela eficiencia,pero mejora
levantamiento
Excelente, elgas
producidoreduce lanecesidad
de inyectar
igual alanterior
LEVANTAMIENTO
COMPARACIN DE SISTEMAS DELEVANTAMIENTO
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Mecnico
Cavidades
ProgresivaESP
Hidrulico
Pistn
Hidrulico
Jet
Gas Lift
Continuo
Gas Lift
Intermitente
Capacidad
manejoslidos y
arenas
Pobre/Justo
viscosidadViscosidad
>200cp,0.1%arenacon bomba
especial
Excelente.50%arena
>200cp
Pobre,
requiere
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MecnicoCavidades
ProgresivaESP
Hidrulico
Pistn
Hidrulico
Jets
Gas Lift
Continuo
Gas Lift
Intermiten
Limitacinde la
Tempe-ratura
ExcelenteUsado en
condiciones(500F)
Justo,limitado por
el estator
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BM BH BCP BESLEVANTAMIENTOCOMPARACIN DE SISTEMAS DE
LEVANTAMIENTO
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Seleccin de unsistema de
Levantamiento
Artificial
Condiciones del
yacimiento, pozo yproduccin
Propiedades de losfluidos
Infraestructura desuperficie
CRITERIOS DE SELECCIN
LEVANTAMIENTO
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El Sistema de Levantamiento es calificado paracada condicin en una escala de 1 a 3:
1 De bueno a Excelente2 De Justo a bueno3 No se recomienda
CRITERIOS DE SELECCIN
LEVANTAMIENTO
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Condicin Especificacin Mecnico Cavidades Hidrulica Gas Lift ElectrosumergibleProgresivas Pistn Jets
Yacimiento, produccin, pozo
Nmero de pozos nico 1 1 2 2 3 11 a 20 1 1 1 1 2 1
mas de 20 1 1 1 1 1 1Rata de produccin Menos de 1000B/D 1 1 1 1 2 2
1000 a 10000 B/D 2 2 2 2 1 1Mas de 10000 B/D 3 3 3 3 1 1
Profundidad del pozo Menos de 2500ft 1 1 2 2 2 2
2500 a 7500ft 2 2 2 2 1 1Mas de 7500ft 2 3 1 1 1 1
Tamao de Casing 4 1/2 in 1 1 1 1 2 25 1/2 in 1 1 1 1 1 1
7 in 2 2 2 2 1 19 5/8 in y ms 2 3 2 2 1 1
Inclinacin del pozo Vertical 1 1 1 1 1 1
Desviado 2 3 2 2 1 1Horizontal 2 3 2 2 1 1
Segn el yacimiento, la produccin y el pozo
CRITERIOS DE SELECCIN
LEVANTAMIENTO
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Condicin Especificacin Mecnico Cavidades Hidrulica Gas Lift Electrosumergible
Progresivas Pistn Jets
Severity Dogleg menos de 3 /100ft 1 1 1 1 1 1
3 a 10 /100ft 2 2 1 1 1 1
ms de 10 / 100ft 3 3 1 1 1 2
Temperatura Menos de 250 F 1 1 1 1 1 1
De 250 a 350 F 1 3 1 1 1 1
ms de 350 F 1 3 1 1 1 2
Presin fluyendo ms de 1000 psi 1 1 1 1 1 1
100 a 1000 psi 1 1 1 1 2 1Menos de 100 psi 1 1 1 2 3 1
Completamiento Simple 1 1 1 1 1 1
Dual o mltiple 3 2 3 3 1 2
Recobro Primario 1 1 1 1 1 1
Secundario 1 1 2 2 3 1
Terciario 2 2 2 2 2 2
Yacimiento, Produccin ,Pozo
LEVANTAMIENTO
CRITERIOS DE SELECCIN
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Condicin Especificacin Mecnico Cavidades Hidrulica Gas Lift Electrosumergible
Progresivas Pistn Jets
Propiedades de los fluidos
Corte de agua Bajo 1 1 2 2 1 1
Moderado 1 1 1 1 2 1
Alto 1 1 1 1 3 1Viscosidad del fluido Menos de 100 cp 1 1 1 1 1 1
100 a 500 cp 1 1 1 1 1 1
mas de 500 cp 1 1 2 2 2 3
Fluidos Corrosivos Si 2 2 2 2 1 2
No 1 1 1 1 1 1
Arena abrasiva Menos de 10ppm 1 1 1 1 1 1
10 a 100 ppm 2 1 2 2 1 2
mas de 100 ppm 3 1 3 3 1 3
Relacin Gas/aceite < de 500scf/stb 1 1 1 1 2 1
500 a 2000scf/stb 2 2 2 2 1 1
>2000scf/stb 3 2 2 2 1 2
Contaminantes Scale 2 1 2 2 1 2
Parafinas 2 1 2 2 2 2
Asfltenos 2 1 2 2 2 2
Tratamientos Scale inhibidor 1 2 1 1 1 2
Inhibidor corrosin 1 2 1 1 1 2
Solventes 1 3 1 1 1 2Acidos 2 2 2 2 2 2
Segn las propiedades de los fluidosLEVANTAMIENTO
CRITERIOS DE SELECCIN
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Condicin Especificacin Mecnico Cavidades Hidrulica Gas Lift Electrosumergible
Progresivas Pistn JetsInfraestructura de superficie
Localizacion Onshore 1 1 1 1 1 1
offshore 3 2 2 2 1 1
Remotos 2 1 2 2 2 1
Poder Elctrico Utility 1 1 1 1 1 1
Generacin 2 2 1 1 1 2
Restricciones de Si 3 2 2 2 2 1
Espacio No 1 1 1 1 1 1
Segn la infraestructura de SuperficieLEVANTAMIENTO
CRITERIOS DE SELECCIN
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CONTENIDO 1
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
FACILIDAD DE PRODUCCIN
VARIABLES DE CONTROL DEPROCESOS
PROCESOS EN FACILIDADESOPERACIONES EN FACILIDADES
FUNDAMENTOSBSICOS EN
FACILIDADES
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CARACTERSTICAS FSICAS Y QUMICASDEL PETRLEOCOLOROLOR
SABOR
PODERCALORFICO
CALORESPECFICO
Por reflexin de la luz pueden aparecer verdes, amarilloscon tonos de azul, rojo, marrn o negro.
Aromtico como el de la gasolina, del querosn u otrosderivados. Si el crudo contiene azufre tiene un olor fuerte yrepugnante.
Es importante con contenido de sal alto.
Vara entre 0,40 y 0,52. Es la relacin de la cantidad decalor requerida para elevar su temperatura un gradorespecto a igual volumen o masa de agua.
Puede ser entre 8.500 a 11.350 caloras/gramo. En BTU/librapuede ser de 15.350 a 22.000.
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
FUNDAMENTOS
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1
PUNTO DEEBULLICIN
PUNTO DECONGELACIN
DENSIDAD
VISCOSIDAD
Vara desde 15,5 C hastala temperatura de -45 C.Puede estar entre 0,75 a 1,1.
Estos dos rangos equivalen a57,2 y -3 API. La viscosidad de los
crudos en el yacimiento
puede tener 0,2 hastams de 1.000 centipoise.
Viscosidad aparenteViscosidad cinemtica
Viscosidad Universal Saybolt
No es constante, va entreTamb hasta los 300C
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSFUNDAMENTOS
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FACILIDAD
Conjunto de equipos oelementos a travs de los
cuales se realiza un proceso.Una facilidad de acuerdo alproceso se denominafacilidad de:
FUNDAMENTOS
transporte,
produccin,perforacin,petroqumica,entre otras.
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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FACILIDAD DE SUPERFICIE
Conjunto de equipos mediante loscuales se realiza la separacin delas tres o de dos fases de uncampo de petrleo o de gas, yadems se implementa eltratamiento de cada una de lasfases para poderlas comercializar odisponerlas sin alterar el equilibriodel medio ambiente.
FUNDAMENTOS
Otras denominaciones: Mdulo de produccin Batera de produccin Estacin de produccin Central de procesamiento
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TIPOS DE FACILIDADES
FUNDAMENTOS
LOCALIZACIN
CARACTERSTICASDE PRESINARACTERSTICASDEL FLUIDO
SISTEMA DEOPERACIN
MTODO DEOPERACIN
FACILIDADES
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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CONTROL DEL PROCESO YSUS VARIABLES
FUNDAMENTOS
Temperatura
Presin
Nivel de fluido
Caudal
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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ELEMENTOS DE UNA BATERADE PRODUCCIN
FUNDAMENTOS
0. Lneas deconduccin yrecoleccin1. Mltiple de
produccin.2. Separador deproduccin general.3. Separador deprueba.4. Tratador trmico deproduccin general.5. Tratador trmico deproduccin de prueba.6. Inyector dedesemulsificante7. Inyector deantiespumante.
11. Tanque dealmacenamiento deproduccin de prueba.12. Bomba de
transferencia13. Unidad L.A.C.T.14. Skimmer(Desnatador).15. Sistema deplatinas
coalescedoras.16. Unidad deflotacin.17. Piscinasedimentacin18. Piscina de
oxidacin.19. Sistema de
24. Caseta deloperador.25. Laboratorio.26. Tablero decontroles.27. Compresor deaire.28. Pozo de agua.29. Sistema sanitario.30. Sistemacontraincendio.31. Sistema deseguridad.32. Sistema dealarmas.33. Controles
remotos.34. Sistema de
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
42/97
ELEMENTOS DE UNA BATERADE PRODUCCIN
FUNDAMENTOS
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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PROCESOS EN UNA BATERA DEPRODUCCIN
FUNDAMENTOS
RECOLECCIN
SEPARACINLMACENAMIENTO
TRANSFERENCIA
TRATAMIENTO
PROCESOS
FISCALIZACIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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OPERACIONES EN UNA BATERADE PRODUCCIN
FUNDAMENTOS
1. Centralizar la produccinde los pozos
2. Separacin gas/lquido
3. Lavado del crudo4. Prueba de pozos5. Inyeccin del rompedor de
emulsin6. Inyeccin del
antiespumante7. Inyeccin del inhibidor decorrosin
8. Deshidratacin del gashmedo
9. Tratamiento del gas cido10.Compresin del gas
11.Control Sistema deinstrumentacin
12.Control de operacin de
todos los equipos y variablesdel proceso
13.Anlisis de crudos y de agua14.Operacin de sistemas de
seguridad
15.Operacin de sistemas decontra incendio16.Control del sistema
ambiental17.Desalinizacin del crudo18.Control del sistema de
telecomunicaciones
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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CABEZADE POZO FLOW LINE LINEA DEFLUJO
POZOS SIN GASFWKO
SEPARADOR DEPRUEBA
SEPARADORGENERAL
MANIFOLD
POZOS CONGAS
TRATADORTERMICO OELECTROSTATICO
GU NBARREL
TANQUE DEALMACENAMIENTO
BOMBAS OLEODUCTO
REFINERIA PUERTO DECARGUE
CASINGTUBING
SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIALPERFORACIONES
YACIMIENTO
FUNDAMENTOS
CIRCUITO DE CRUDO EN UNABATERIA DE PRODUCCIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
46/97
FACILIDAD DE PRODUCCIN
FUNDAMENTOS
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
47/97
CONTENIDO 2
LOCALIZACIN DE BATERAS
PRESIONES EN CABEZA DE POZO
LNEAS Y ACCESORIOS DE FLUJO
MULTIPLES DE PRODUCCIN
DIMENSIONAMIENTO
ESTACIONESDE
RECOLECCIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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LOCALIZACION DE BATERASDE PRODUCCIN
ESTACIONES
La batera o facilidad deproduccin se debe ubicar
en un punto centralizadorespecto a los pozosproductores, con el fin deobtener el mnimo posiblede cadas de presin entre
el pozo y la unidad deproduccin o batera.
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
49/97
FACTORES PARA LASELECCIN DE LALOCALIZACIN DE
UNA BATERA
Cercana a pozos actuales o por perforar
Facilidad de acceso, costos de transporte
Facilidad para eliminacin de desechossin contaminar
Disponibilidad de agua
Disponibilidad de fuentes de energa
Lejana a sitios residenciales
LOCALIZACIN DE BATERASDE PRODUCCIN
ESTACIONES
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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NMERO DE BATERASDE PRODUCCIN
ESTACIONESEl nmero de bateras o facilidades deproduccin requeridas en un campo petrolerodepende de varios factores, entre los cualesestn los siguientes:
Potencial y extensin del yacimiento
Caractersticas de los fluidos
Caractersticas litolgicas de la formacin
Caractersticas topogrficas
Presin de formacin
Ganancia de produccin
##
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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LNEAS DE FLUJO DE LOSPOZOS PRODUCTORES
Corresponde a la tubera que transporta los fluidos desde elpozo hasta la facilidad de produccin.
Longitud: La longitud de la lnea de flujo para un pozoproductor de petrleo hasta la batera es funcin de lossiguientes parmetros:
Localizacin de batera o facilidad de produccin.Espaciamiento entre pozos: acres/pozo.Caractersticas de los fluidos
Nmero de bateras del campo
Dimetro: Diseo basado en el flujo multifsico horizontalTipos de lneas de flujo: Se pueden construir dos tipos delneas: Individuales y comunes.
ESTACIONES
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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ESTACIONES
MLTIPLES DE PRODUCCIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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MLTIPLE DE PRODUCCINNO CONVENCIONAL CONVLVULA MULTIPUERTO
VlvulaMultipuerto
MedidorMultifsico
Lneas deFlujo
ESTACIONES
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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ESTACIONES
MLTIPLES DE PRODUCCIN
Un mltiple de produccin es una unidad o elemento querene y centraliza el caudal de todos los pozos cuya produccinse va a procesar en la facilidad de produccin. Estosensamblajes estn conformados por secciones de tubera ocabezales, vlvulas, tees, codos, vlvulas cheques, dispositivosde medicin de presin y temperatura, muestreadores y otrosaccesorios.
MULTIPLE DE LNEAS INDIVIDUALES
MLTIPLE DE LNEAS COMUNESMLTIPLE PARADIFERENTES PRESIONES
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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MLTIPLEDE GASLIFTESTACIONES
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
56/97
ESTACIONES
El dimensionamiento de los mltiples deproduccin se hace en funcin del caudalQ y de las caractersticas del fluido.
El objetivo es encontrar un dimetro ptimodel cabezal de produccin general con elcual se obtengan las mnimas cadas de
presin (
P), como 1-2 psi, por el paso delfluido y una velocidad erosional o velocidadcrtica de aproximadamente 5 pies/seg.
DIMENSIONAMIENTO DE LOSMLTIPLES DE PRODUCCIN.
PARMETROS DEL DISEO
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Donde:
Ve: Velocidad erosional, pies/segundom: Densidad del fluido, lb/pieC: Constante emprica, la cual se considera comosigue:
100 para servicio continuo
123 para servicio no continuo
VELOCIDAD EROSIONAL
ESTACIONES IMPORTANTE:La velocidad para no destruirla pelcula interna formadapor el inhibidor de corrosinen el cabezal de produccin,es aproximadamente5 pies / segundo
21
m
e
CV
Dimetro equivalente del cabezal
A = AIN (r) r =d/2
rea totaldimetroequivalentereasindividualesde las lneasde flujo=
DIMENSIONAMIENTO DE
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Cuando Re es menor de 1.000 el flujo es laminar,mientras que por encima de 4.000 es turbulento.
TIPO DE FLUJO
DIMENSIONAMIENTO DETUBERAS PARA SISTEMAS DE
RECOLECCIN
ESTACIONES
194.0Re04.0fRe > 1.000
Re < 1.000
Re
16fRe < 1.000
172.0Re
04.0f
Re < 1.000
Para tubera lisanueva
Para tuberacomercial, delmercado industrial
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FLUJO DE FLUIDOS EN TUBERAS
d2
pv/d2
v
El volumen de crudo transportadoest en funcin del dimetro de latubera y de la presin que se leimponga al crudo para moverlo
(velocidad) en su interior.La presin tambin est en funcinde la densidad (peso) y laviscosidad (fluidez) del crudo.
ESTACIONES
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A) Flujo Laminar B) Flujo TurbulentoFlujo Laminar R < 2000Flujo Turbulento R > 3000 R = dv/
FLUJO DE FLUIDOS EN TUBERAS
ESTACIONES
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Determinar la presin de descarga de la bomba.
Se tiene en cuenta:Gravedad Especfica
Viscosidad
Caudal = Q
Dimetro: D
Velocidad: V
Re
f
pf = 2 f L V
g D
Presin Hidrosttica
ESTACIONES
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Clculo de dimetro necesario detuberaViscosidad absoluta
Caudal Q
Distancia L
Presin descarga bomba
Presin cabeza del pozo
P
X
Pf
Re
Dimetro D
ESTACIONES
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PARTES DE UN MANIFOLD
FLUIDO DE POZO
VLVULA DECORTE
VLVULA DECHEQUE
VLVULADE
CORTE
COLECTOR PARARECIRCULACIN
COLECTORES DEFLUIDO PARA LOS
SEPARADORES
ESTACIONES
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CONTENIDO 3
ASPECTOS TERICOS DE LASEPARACIN
SEPARADORES: DESCRIPCIN-TIPOS
ELEMENTOS EXTERNOS E INTERNOS
SELECCIN DEL SEPARADOR
DIMENSIONAMIENTO
PROCEDIMIENTOS DE OPERACIN
PROBLEMAS POTENCIALES DE OPERACIN
SEPARACINBIFSICA YTRIFSICA
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CONCEPTOS DE LA SEPARACINGAS / LQUIDO
Presin de llegada del caudal al separador:Es igual a la presin de la formacin menos la sumatoria de todasla cadas de presin que experimenta el sistema desde el
yacimiento hasta el separador.
Presin inicial de separacin:Corresponde a la presin inicial de operacin del separador, quees igual a la presin de llegada al separador, menos una cada de
presin en el separador, mediante la cual se efecta la separacingas/lquido en su primera etapa.
SEPARACIN
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Se hace necesario determinar un nmero ptimo de etapas quecorresponda con los requerimientos tcnicos, operacionales yeconmicos.
Clculos de separacininstantnea
Balance econmico
Potencial del yacimientoDeclinacin de la presin original del yacimiento
Anlisis del efecto de contrapresin a la formacin
ETAPAS DE SEPARACINGAS/LQUIDO
SEPARACIN
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SEPARADORES Y DEPURADORES
Un separador es un recipiente en el cual se separanfluidos que no son solubles entre s. Losseparadores se usan para separar gas de lquido oun lquido de otro (petrleo de agua, por ejemplo).El principal uso es separacin de lquido y gas.LASIFICACION
De acuerdo a la posicin:Verticales, horizontales.
De acuerdo a su formaCilndricos y esfricos.
De acuerdo al nmero de fasesBifsicos, trifsicos.
De acuerdo a los fluidos separados
Separadores gas lquido (gas petrleo), lquido lquido aguaspetrleo, agua
El nmero de fases se refiere al nmero de salidas que tiene el separador
SEPARACIN
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SEPARACIN
ETAPAS DE SEPARACINGAS/LQUIDO
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TABLA GUA PARA LAS ETAPAS DE
SEPARACIN
Presin inicial separador (psi) Nmero de etapas
25 125 1
125 300 1 2
300 500 2
500 700 2 - 3
SEPARACIN
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SECCIONES DE UN SEPARADOR
12
4
3
1. Seccin de separacin
primaria2. Separacin por
asentamientogravitacional
3. Seccin de acumulacin
de lquido4. Seccin de coalescencia
SEPARACIN
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TIPOS DE SEPARADORES
SEPARACIN
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SEPARADOR HORIZONTAL
SEPARADOR VERTICAL
TIPOS DE SEPARADORES
SEPARACIN
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1. Placa deflectora2. Filtro extractor dehumedad3. Placas de coalicin oagrupamiento4. Paletas de despojamiento orectificacin5. Filtros6. Material secuestrante o deatrapamiento7. Rebosaderos8. Dispositivos centrfugos9. Pantallas horizontales10. Rompedor de vrtice11. Blindaje del flotador12. Boquilla para inyeccin deagua
DISPOSITIVOSINTERNOS DELSEPARADOR
SEPARACIN
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DISPOSITIVOSINTERNOS DELSEPARADOR
DESVIADORES DEENTRADA
SEPARACIN
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SEPARACIN
DISPOSITIVOSINTERNOS DELSEPARADOR
ELIMINADORESDE NIEBLA
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DISPOSITIVOSINTERNOS DELSEPARADOR
ELIMINADORES
DE NIEBLA
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Ventajas1. Eficientes para el manejo de
slidos2. Eficientes para absorber
turbulencia
3. Menor tendencia a lareincorporacin de lquido alcaudal de gas.
4. Ms efectivo en el manejo decaudales de produccin conbajas relaciones gas / aceite.
5. Ocupa un menor espacio en lafacilidad
Limitaciones: Dificulta el mantenimiento y el
control de las vlvulas de alivio,cabezote de se uridad etc.
SELECCIN SEPARADORHORIZONTAL vs. VERTICAL
SEPARACIN Separadores Verticales
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Separadores HorizontalesVentajas1. Eficiente en el manejo y procesamiento de altos volmenes de gas y
de lquido.
2. Ms eficiente en el manejo de crudos espumosos.3. Ms eficiente en el manejo de emulsiones
4. Ms eficientes en el manejo de producciones con altas relacionesgas/aceite.
5. Mayor facilidad en el manejo y mantenimiento de instrumentos decontrol.
6. Son de fcil transporte
Limitaciones: Tiene limitaciones para absorber turbulencia No maneja slido como lo hace el vertical Requiere de mayor rea de instalacin
SELECCIN SEPARADORHORIZONTAL vs. VERTICAL
SEPARACIN
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ASPECTOS TERICOS DE LASEPARACIN BIFSICA
En la seccin de asentamiento gravitacional las gotas delquido empezarn a precipitarse a una velocidad que es
determinada por el equilibrio o igualdad de la fuerza
gravitacional (peso) de la gota de lquido con la fuerza de
arrastre causada por un movimiento relativo a la fase
continua gaseosa.
Asentamiento GravitacionalSEPARACIN
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PL - Pg
Vt = 0.0119
Pg
dm
CD
La experiencia de campo demuestra que si se remueven
o precipitan las gotas de 100 micrones y mayores enesta seccin, el extractor de niebla no se inundar yestar en condiciones de remover las gotas de tamaoentre 10 y 100 micrones de dimetro
ASPECTOS TERICOS DE LASEPARACIN BIFSICA
SEPARACIN
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Con el propsito de asegurar que el lquido y el gas alcancenlas condiciones de equilibrio a la presin del separador, esnecesario mantener almacenado el lquido durante cierto
tiempo, llamado tiempo de residencia o tiempo de retencin.
VQ
V = volumen ocupado por el lquido en el recipienteQ = caudal de entrada al recipiente
Este tiempo puede variar entre 1 minuto y 5 minutos o ms,especialmente cuando se trata de crudos pesados.
TIEMPO DE RESIDENCIA O DERETENCIN
TR=
SEPARACIN
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Separador Bifsico HorizontalPara el diseo o dimensionamiento de un separador
horizontal es necesario determinar una longitud costura
costura y un dimetro, del recipiente. Adems, debe
determinarse la presin de trabajo a la unidad.
DIMENSIONAMIENTO DESEPARADORES BIFSICOS
SEPARACIN
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a. Hallar el rea seccional requerida en la seccin de vapor.b. Determinar el rea requerida para la seccin de retencin delquidoc. Sumar ambas reas seccionales para obtener el rea total y el
dimetro.
DISEO DE UN SEPARADORHORIZONTAL
SEPARACIN
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El dimetro del separador depende de ladiferencia en densidades del Petrleo y el gas y
adems de la tasa de produccin de gas(medida a las Condiciones de presin y
temperatura del separador).
SEPARACIN
DISEO DE SEPARADORES
Determinar el tamao de la
seccin de vapor en la que lasgotas de lquido se asentarn
Determinar el tamao de la
seccin de lquido en que serompern las burbujas
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DISEO DE UN SEPARADOR VERTICAL
a. Comparar densidades de gas y de lquido para obtener la
mxima velocidad permisible
b. Determinar la tasa de flujo de gas a las condiciones de presin
y temperatura de operacin
c. Dividir la tasa de flujo por la velocidad para obtener el rea.
d. Determinar el dimetro
SEPARACIN
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SELECCIN DE DISPOSITIVOSINTERNOS DEL SEPARADOR
Los dispositivos internos de un separador se usan paraacelerar el proceso de separacin y reducir el tamao ycosto del separador; su seleccin apropiada puede reducirel costo del separador en un 50%.
La mayora de los dispositivos internos se instalan en laseccin de vapor para remover las gotas de lquido del gas.
SEPARACIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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Puesta en Servicio (arrancada)Si est desocupado, cierre las vlvulas en cada salida de lquido (vlvulasde bloqueo) ubicadas antes de la vlvulas de control.
1. Si tiene un regulador de presin, debe ajustarse 75% de lapresin de control normal, y lentamente llvelo a la presin decontrol normal despus de que el separador est en operacin.Esto prevendr que los dispositivos de alivio de presin se abranen el caso de que el control de presin no haya sido ajustado ypermita que la presin llegue a valores por encima de la presinde operacin.2. Si el separador tiene dispositivos de cierre por bajo nivel,desactvelos o agregue lquido para que el nivel del fluido quedepor encima del control de nivel.3. Chequee que cada lnea de salida del separador tenga laorientacin adecuada.4. Abra lentamente la entrada al recipiente.
OPERACIONES DE UN SEPARADOR
SEPARACIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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Operaciones de rutina1. Son de observar los instrumentos de control de nivel,
temperatura, presin y flujo que estn funcionando dentrode los rangos apropiados.
2. Las vlvulas de control operadas por diafragma deben seremboladas ocasionalmente para ver que cierren y abrancompletamente sin restriccin alguna.
3. Los visores (o vidrios indicadores) se deben drenarperidicamente para prevenir la acumulacin de suciedadesen las lneas o vlvulas de medida que hacen que seobserven niveles falsos.3
4. Si tiene filtros o cmaras de atrapamiento se debe observarla cada de presin a travs de ellas; un incremento en lacada de presin puede indicar depositacin de partcular
slidas y la necesidad de cambiar o limpiar el dispositivo.
SEPARACIN
OPERACIONES DE UN SEPARADOR
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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Control1. Control de presin: La presin de operacin de un
separador se debe mantener tan alta como seaposible para obtener una mejor separacin.
2. Control de nivel: Es ms problemtico el lquido enel gas que el gas en el lquido y por tanto es mejortratar de mantener siempre el nivel de fluido bajo.
SEPARACIN
OPERACIONES DE UN SEPARADOR
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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DIAGNOSTICO
A. Procedimiento de diagnstico para arrastre de lquido en la salidade gas.1. Rata de entrada de gas alta.
2. Nivel de lquido alto
3. Los dispositivos para ayudar a extraer la humedad estntaponados.
4. Formacin de olas en el lquido.5. Presin de operacin menor que la de diseo.
SEPARACIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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SEPARACINDIAGNOSTICO
B. Causas de cambio de nivel.1. El flotador est totalmente cubierto con lquido.
2. El nivel del lquido est por debajo del flotador
3. La rata de flujo de lquido ha cambiado
4. El lquido entra al separador de una manera intermitente.
5. La vlvula del control de nivel no est funcionandoadecuadamente.
6. El controlador de nivel no muestra respuestas al cambio ennivel.
7. El flotador en la interfase agua petrleo est totalmentesumergido en emulsin.
8. La densidad del petrleo ha cambiado
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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SEPARACIN DE TRES FASES
SEPARACIN
Entrada de Fluidos
Salida de Gas
Salida de Agua
Salida de Petrleo
Del mltiple deproduccin
Seccin para agua
Cmara depetrleo
Zona de separacin
Zona de Gas
Seccinentrada
Platina deimpacto
SEPARACIN DE AGUA LIBRE
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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ASPECTOS TERICOS DE LASEPARACIN TRIFSICA
A. Separacin de gas.
B. Asentamiento de aceite / agua
Donde:
Vt = Velocidad de asentamiento pies/seg.
= Diferencia de gravedades especficas entre
las fases agua y aceite(dm) = Dimetro de la gota de agua, micrones
= Viscocidad de la fase continua, cp (en estecaso aceite)
( )
2610781=
xdmSGx.V o
w
t
-
( )o
wSG
SEPARACIN
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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C. Tamao de la gota de agua en aceiteEsta informacin se obtiene del anlisis y pruebas de laboratorio.Cuando no se dispone de esta informacin, se puede asumir queun dimetro de la gota de agua presente en el colchn de aceite
de 500 micrones, se precipitar al fondo.
D. Contenido de aceite en el agua.E. Tiempo de residencia o de retencin.
Es comn usar un tiempo de residencia entre 3 y 30 minutos,dependiendo de la calidad o gravedad API del crudo.
SEPARACIN
ASPECTOS TERICOS DE LASEPARACIN TRIFSICA
PROBLEMAS POTENCIALES DE
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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Estos problemas potenciales son comunes aSeparadores bifsicos y trifsicos
ARRASTRE DELQUIDOS EN LAPARTE GASEOSA
ARRASTREDE GAS ENLA PARTELQUIDA
PROBLEMAS POTENCIALES DEOPERACIN
SEPARACIN
ELEMENTO DEL EPARADOR
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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ELEMENTOS DEL SEPARADORTRIFSICO
SEPARACIN P.S.V. VALVU LA DESEGURIDAD PORALTA PRESIONMANHOLE MANOMETRO
P.T.TRANSMISORDE PRESIONP.C.V. VALVULACONTROLADORADE PRESION
E.S.D.V.VALVULA DECIERRE DEEMERGENCIA
PLATINADEFLECTORAENTRADA DEFLUIDO
L.D.C.V.VALVULACONTROLADORADE NIVELDIFERENCIAL
MANHOLE
DRENAJES DE ARENA
BARRERA DERETENCIONDE ARENA
SALIDADE AGUA
ENTRADASAND JET
DRENAJEAUXILIAR
BYPASSREDUCTOR DEVORTICES
TERMOMETRO
L.D.T.TRANSMISORDE NIVELDIFERENCIAL
SALIDA DECRUDO
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7/23/2019 PARTE1 FACILIDADES DE PRODUCCIN
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FINALIZACIN