Facilidades De Superficie

Tarea:

Realizar un análisis de los componentes principales de un CPF (Centro de Facilidades de Superficie), indique y describa brevemente todas las etapas básicas por las que pasa un fluido en una estación de facilidades de producción que se halle en operación.

Proceso:

◦Inicialmente debe leer del libro Base, el Capítulo 1 en su integridad.

◦Recurrir a información sobre CPF de su país o de su actividad laboral.

◦Realizar un análisis de los componentes principales del CPF seleccionado, describiendo brevemente la función de cada proceso en particular.

◦Describir brevemente los equipos principales en cada proceso (capacidad, norma que aplica, especificaciones, etc.)

◦Realizar el análisis en formato libre, pudiendo utilizar Word, Acrobat, etc.

Facilidades de superficie en la industria petrolera

1.1 Introducción

El crudo producido por la Operadoras de Campos Petroleros debe ser entregado limpio (sin contenidos importantes de agua y sedimentos), en las descarga de las Estaciones de Flujo, y por esto debe ser tratado y deshidratado antes de ser entregado a Terminales y/o venta. La deshidratación del crudo sucio y la entrega del crudo limpio al Terminal son centralizadas en las Estaciones de Flujo.

Estaciones de Flujo [1,2].

Una estación de flujo es donde se realizan el tratamiento del crudo que viene de las áreas o campos de explotación, para su posterior traslado a la estación de descarga más cercana y de allí al patio de tanque principal de recepción y bombeo de crudo.

Existen varios métodos de producción para transportar el crudo desde los pozos hasta las estaciones (Ver Fig. 1.1).

El método más común para transportar el fluido desde el área de explotación a la estación es impulsarlo a través de un sistema de tuberías (Oleoductos). Las tuberías de sección circular son las más frecuentes.

El objetivo fundamental de las Estaciones de Flujo en operaciones de producción petrolera consiste en separar a las presiones óptimas los fluidos del pozo en sus tres componentes básicos: petróleo, gas y agua, para el posterior tratamiento de los hidrocarburos, con el fin de optimizar el procesamiento y comercialización de ellos (petróleo y gas).

El proceso de tratamiento en la estación se realiza mediante una serie de sub-procesos; entre ellos tenemos separación, deshidratación, almacenamiento bombeo, etc. Este sistema se inicia con la recolección del crudo a través del múltiple de producción (manifold de producción), el cual está formado por uno o varios cabezales de producción y otro de prueba. El cabezal de prueba es utilizado para aislar individualmente la producción de un pozo con el objeto de evaluarlo.

Una vez recolectado en el manifold, el crudo se envía a la etapa de separación donde se retiene un nivel de líquido específico por un tiempo determinado bajo condiciones controladas de presión y temperatura, esto con el objeto de separar los hidrocarburos más livianos (gaseosos) de los más pesados. Al salir de esta etapa el crudo va a deshidratación, donde el sistema de calentadores eleva su temperatura de entrada bajo un proceso de transferencia de calor, esto con el fin de lograr una separación más efectiva entre el petróleo y el agua. Al avanzar por el sistema el crudo llega al patio de tanques donde pasa inicialmente a un tanque de separación de petróleo y agua, conocido como tanque de lavado, y de allí pasa a los tanques de almacenamiento (Figura 1.2).

En los sistemas de baja presión (alrededor de 70 psi el gas proveniente de las estaciones de flujo se suministra a la succión de las estaciones compresoras o también se suple como combustible. Cuando el gas proveniente de los separadores posee altas presiones (por ejemplo 1000 psi) se puede suministrar directamente a gasoducto o a las instalaciones de gas para levantamiento artificial o a las instalaciones para la inyección de gas a yacimientos.

La ubicación deseable de los centros de recolección y almacenamiento debe considerar prioritariamente:

• El volumen de fluidos que se producen.

• Las características de los pozos y las distancias que los separan.

• Los programas de desarrollo.

El factor económico es esencial en la selección y ubicación de las estaciones de flujo. A medida que un campo se desarrolla, se hace necesario construir nuevos centros de recolección.

Estación de Descarga [1]

La estación de descarga o Batería de Producción es el punto donde toda la producción de petróleo del campo es fiscalizada antes de ser bombeada al patio de tanques; estas estaciones no sólo reciben el crudo de las estaciones de flujo en el área sino también de los pozos cercanos a ella. Su función principal es el tratamiento final del crudo para obtener un crudo que cumplan con las especificaciones de calidad.

Las estaciones de descarga están provistas de equipos destinados al tratamiento, almacenamiento y bombeo del petróleo hasta los patios tanques. Para el tratamiento, cuentan con separadores gas – crudo para las producciones limpias (libres de agua), sucias (con agua) y de prueba, además de realizar la separación agua/crudo por medio de calentadores y tanques de lavado o de estabilización y así cumplir con las especificaciones de concentración (menor al 0,5 % de agua y sedimentos).

El propósito fundamental de una estación de descarga es separar el gas, el agua y los sedimentos que arrastra el petróleo cuando es extraído de los yacimientos; este proceso se denomina tratamiento del crudo.

1.2 Proceso de Manejo del Petróleo dentro de una Batería de Producción.

El proceso de manejo se puede dividir en etapas generales, entre las que se encuentran: etapa de recolección, separación, depuración, calentamiento, deshidratación, almacenamiento y bombeo.

Es importante mencionar que en todas las Baterías ocurre el mismo proceso, por lo que podemos decir que estas etapas son empleadas en un gran número de ellas; luego de pasar por estas etapas, los distintos productos pasarán a otros procesos externos a la estación. A continuación se describe cada una de las etapas por las que pasan los fluidos provenientes de los pozos:

Etapa de Recolección

Esta es una de las etapas más importantes del proceso y consiste en recolectar la producción de los diferentes pozos de una determinada área a través de tuberías tendidas desde el pozo hasta la Estación de Flujo respectiva, o a través de tuberías o líneas provenientes de los múltiples de petróleo (colectores), encargados de recibir la producción de cierto número de pozos o clusters.

Etapa de Separación

Una vez recolectado, el petróleo crudo o mezcla de fases (líquida y gas) se somete a una separación líquido–gas dentro del separador. La separación ocurre a distintos niveles de presión y temperatura establecidas por las condiciones del pozo de donde provenga el fluido de trabajo. Después de la separación, el gas sale por la parte superior del recipiente y el líquido por la inferior para posteriormente pasar a las siguientes etapas. Es importante señalar que las presiones de trabajo son mantenidas por los instrumentos de control del separador.

Etapa de Depuración

Por esta etapa pasa únicamente el gas que viene de la etapa de separación, y lo que se busca es recolectar los restos de petróleo en suspensión que no se lograron atrapar en el separador, además de eliminar las impurezas que pueda haber en el gas, como lo son H2S y CO2. El líquido recuperado en esta etapa es reinsertado a la línea de líquido que va hacia el tanque de lavado o de almacenamiento según sea el caso, el gas limpio es enviado por las tuberías de recolección a las plantas de compresión o miniplantas y de estas a los gasoductos principales, que lo transportan a las Plantas de procesos, y otra cantidad va para el consumo interno del campo cuando se trabaja con motores a gas.

Etapa de medición de petróleo

El proceso de medición de fluidos y posterior procesamiento de datos, se hace con la finalidad de conocer la producción general de la estación y/o producción individual de cada pozo.

La información sobre las tasas de producción es de vital importancia en la planificación de la instalación del equipo superficial y subterráneo, tales como la configuración de los tanques, tuberías, las facilidades para la disposición del agua y el dimensionamiento de las bombas. Algunas de las decisiones más importantes de la compañía están basadas en los análisis hechos por los ingenieros de petróleo, cuyo trabajo es ampliamente dependiente de la información de la prueba de pozos.

Etapa de Calentamiento

Después de pasar el crudo por el separador, la emulsión agua-petróleo va al calentador u horno, este proceso de calentamiento de la emulsión tiene como finalidad ocasionar un choque de moléculas acelerando la separación de la emulsión. Este proceso es llevado a cabo únicamente en las estaciones en tierra debido a las limitaciones de espacio que existe en las estaciones que están costafuera (mar, lago, etc.), y para petróleos que requieran de calentamiento para su manejo y despacho.

Etapa de Deshidratación del petróleo

Después de pasar por la etapa de calentamiento, la emulsión de petróleo y agua es pasada por

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