Trabajo investigativo n4

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Trabajo investigativo n4

  1. 1. TRABAJO INVESTIGATIVO No. 4 DANIEL ANDRÉS ARAMBURO VÉLEZ Investigación preliminar de conceptos básicos y fundamentos a utilizar en el Laboratorio de Crudos y aguas. PROFESORA MARIA ISABEL SANABRIA FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMERICA INGENIERÍA DE PETRÓLEOS BOGOTÁ 2011
  2. 2. 1. ¿Cuáles son las facilidades de Producción? Para contestar la pregunta primero que todo debemos definir facilidad como el conjunto de equipos o elementos por medio de los cuales se realiza un determinado proceso. Las Facilidades de Producción comprenden los procesos, equipos y materiales requeridos en superficie para la recolección, separación y tratamiento de fluidos, así como la caracterización y medición de los fluidos provenientes del subsuelo, bien sea crudo, gas o agua e impurezas. En superficie se cuenta con una serie de equipos a través de los cuales se efectúa la separación de las diferentes fases de los fluidos (agua, crudo y gas) que provienen del pozo con el objetivo de dejar el crudo y el gas en condiciones de ser comercializados, además de una serie de procesos adicionales a cada uno de los productos de la separación, ya sea para mejorar la calidad o para reducir el impacto ambiental. Para lo anterior se llevan a cabo los siguientes procesos:  Separar el crudo del gas  Tratamiento de crudo e inyección de químicos - Inyectar químicos (demulsificantes, antiespumantes, inhibidores de corrosión) - Tratamiento térmico y tratamiento electrostático..  Desalación de Crudos  Almacenar el crudo (Tiempo de retención)  Transferir la producción a oleoductos  Tratar los residuos de agua producida  Deshidratar el gas húmedo  Tratar el Gas ácido  Comprimir el gas  Controlar equipos e instrumentos  Medición y fiscalización de tanques de crudo - Efectuar análisis de laboratorio Los principales equipos utilizados para estos procesos son:  Líneas de flujo: Es la tubería utilizada para conducir el petróleo crudo desde la cabeza de pozo hasta el manifold, son de diferentes diámetros (dependen de la gravedad del petróleo), generalmente son de acero.
  3. 3.  Múltiple de producción (Manifold): Serie de facilidades y válvulas que permiten recibir y controlar adecuadamente la producción de los diferentes pozos un campo productor. Los múltiples de producción y de prueba se utilizan para recolectar la producción de varios pozos a una planta centralizada. Pueden ser operados manualmente o automáticamente con válvulas; los múltiples de la producción y prueba son diseñados para varias presiones y varios tamaños de tubo. El múltiple facilita el manejo de la producción total de los pozos que ha de pasar por los separadores como también el aislamiento de pozos para pruebas individuales de producción. Por medio de las interconexiones del sistema y la disposición apropiada de válvulas, se facilita la distribución, el manejo y el control del flujo de los pozos. Los manifold de producción dirigen el flujo a separadores generales y los manifold de prueba dirigen el flujo a separadores de prueba.  Separadores - General: Utilizados para separar la el petróleo crudo en dos y tres fases, entre ellos encontramos el decanter, el tricanter y el sedicanter; que separan el petróleo crudo en sus componentes agua, aceite (petróleo) y solidos - De prueba: Utilizados para realizar la separación y determinar el índice BS&W.  Tratadores térmicos: Se utilizan para acelerar la separación de la emulsión, ya que el calor por si solo no hace que se fracture la emulsión, pero en presencia de un demulsificante, el calor actúa como catalizador. - Calentadores directos: Se utilizan para emulsiones no corrosivas y de una presión relativamente baja. La emulsión está en contacto directo con el elemento calentador (fogón). Las tres funciones principales de los calentadores térmicos son:
  4. 4. - Conseguir la separación del petróleo y el agua en emulsión. - Eliminar la mayor parte del gas de la emulsión - Separar agua libre si se encuentran en los líquidos que se están calentando.  Inyectores de químicos Las bombas de químico son usadas para controlar las dosis de químico.  Tanques de Lavado y almacenamiento Se utilizan para la separación de emulsiones de agua en petróleo y el principio se basa en la gravedad diferencial (por densidades), son los tanques donde el crudo con demulsificante se deja reposar un tiempo adecuado (tiempo de retención hidráulica) para lograr la caída de las partículas de agua al fondo. Se utilizan dos tipos de tanques principalmente: - Tanques de decantación o asentamiento: Este sistema simplemente permite que el aceite y el agua se separen por gravedad. El aceite se extrae entonces por la parte superior y el agua se extrae por debajo - Gun Barrel: La emulsión se adiciona en la porción de agua que ya se ha separado; el aceite liquido se retira por la salida cerca de la parte superior o rebose y los extremos livianos y el gas también se recuperan. Es muy útil ya que permite desalar el crudo por medio del lavado, ya que el crudo pasa por agua y el agua arrastra todas los iones disueltos en ella.
  5. 5.  Bombas de Transferencia Se utilizan las bomas PCP y ESP para el transporte del crudo desde el subsuelo hasta la superficie.  Unidades de Medición (LACT) (Automatic Custody Transfer), Unidad de Medición Automática. Estas unidades bombean y miden automáticamente crudo de un tanque de almacenamiento a un oleoducto. Además, los sedimentos residuales y el contenido de agua son medidos y detectados continuamente; así como la densidad relativa del aceite en cualquier instante (gravedad API). Las unidades LACT son utilizadas para transportar y medir automáticamente hidrocarburos líquidos desde los pozos que se encuentran produciendo hasta una estación central de recolección situada en un lugar distante. Las unidades LACT incluyen instrumentos que miden la calidad y cantidad del aceite transportado; si el crudo es de mala calidad el bombeo se detiene.  Piscinas de tratamiento de agua El agua que se produce junto con el petróleo se somete a un riguroso tratamiento de purificación y descontaminación, antes de ser devuelta a la naturaleza o ser reinyectada al yacimiento. Para esto se dispone de las piscinas de tratamiento, en las cuales se realiza tratamiento químico, dicho tratamiento requiere el previo análisis de agua. Para la medición de los parámetros es necesario tomar una muestra representativa del agua a tratar. Los parámetros de Calidad del Agua, los dividimos en: - Parámetros físicos: Sabor y olor, color, turbidez, conductividad, Sólidos
  6. 6. - Parámetros químicos: pH, alcalinidad, dureza, cloruros, cloro residual, oxígeno disuelto, sulfatos, nitratos - Parámetros bacteriológicos: metales pesados: Arsénico, Bario, Cadmio, Cromo, Cobre, Mercurio, Plata, Plomo, Zinc. El agua producida contiene gases disueltos y sales, puede tener también sólidos en suspensión con metales pesados y hasta radiación. Las salmueras de yacimientos petrolíferos no son aptas para el consumo humano. Las aguas fluviales al ser evacuadas al medio ambiente sin ser tratadas contaminan suelos fuentes de agua. 2. ¿Cuáles son los dispersantes de parafinas? Las parafinas son compuestos presentes en petróleo que se encuentran formando parte del mismo; se encuentran disueltas en el crudo. Al realizar la explotación se extraen solventes de los mismos (etano, propano, butanos, pentanos y hexanos), que son los componentes de los crudos parafinados (solventes de parafinas), además del enfriamiento del fluido. Los hidrocarburos no parafínicos (aromáticos y naftenicos) y los parafínicos con más de 15 átomos de carbono, pierden poder solvente para con las parafinas y estas se separan insolubles en fondo de pozo, líneas (tubing), separadores y tanques, generando problemas para la producción como: - Las parafinas separadas restan a la producción ya que su remoción implica en general segregarlas del circuito. - Porque las parafinas incrustadas, es decir, adheridas a la superficie metálica de las líneas de flujo, restringen las secciones de flujo y obstruyen medios mecánicos. Para tratar el problema de las parafinas, se usan tres tipos de químicos:  Los inhibidores de deposición de parafinas.
  7. 7. La función de los inhibidores de deposición de parafinas es ingresar a los depósitos de parafinas y alterar las propiedades de adherencia a la superficie de estas. Un inhibidor debilita el depósito permitiendo su remoción y transporte. Son típicamente polímeros (compuestos de carbono, hidrogeno y nitrogeno) de alto peso molecular con estructuras afines a las parafinas.  Los mejoradores de flujo de petróleo (PPD). Los depresores de punto de fluidez o PPD (pour point depressors) funcionan mejorando las propiedades de flujo (disminuyen la viscosidad) y las de formación de gel del petróleo (estructura formada por los cristales de parafina soluble dentro del resto del crudo) a temperaturas mas bajas que las temperaturas de aparición de los cristales de parafinas insolubles (disminución del cloud point). La temperatura de aparición de estos cristales de parafinas insolubles es el punto de enturbiamiento (cloud point), también denominado WAT (wax apparition temperature). Su fórmula es similar a la de los inhibidores de deposición aunque, para esta función, no requieren un gran efecto dispersante. Ciertas composiciones actúan mejor como inhibidores que como PPD y viceversa, ello se debe a las diferencias en la cantidad de parafina que presenta un crudo con respecto al otro.  Los removedores y dispersantes La función de los removedores y dispersantes de parafinas es dispersar, penetrar y quebrar los depósitos de parafinas, además de evitar que los depósitos de parafina se aglomeren y se depositen aguas abajo del lugar donde se forman. Dicha dispersión se refiere a evitar que se formen cristales grandes de parafina, y por lo contrario mantener los cristales ya formados dispersos en todo el crudo. Existen también químicos denominados mejoradores de flujo (flow improvers) que mejoran la hidráulica del crudo y sus derivados en régimen turbulento. La estructura y composición de los dispersantes de parafinas es similar a la de los mejoradotes de flujo en algunos aspectos y diferente en otros. Los dispersantes a menudo poseen grupo funcionales altamente polares, que provoca las propiedades dispersantes. Cuando un químico tiene dos compuestos activos, uno de ellos puede obrar de dispersante de parafina y el otro de mejorador de flujo. Por ejemplo los Alcoholes superiores a C16-C24 combinados con aminas primarias, secundarias y/o terciarias Los dispersantes de parafinas presentan tres características estructurales: • Una parte afín a la parafina, que co-cristaliza con la parte parafínica del crudo.
  8. 8. • Un componente polar, que limita el grado de co-cristalizacion • Algún polímero que, cuando se adhiere al cristal de parafina en crecimiento inhibe el crecimiento de los cristales. 3. ¿Cuáles son los solventes 1 y 2 en la práctica 2? Los solventes utilizados para la prueba de parafinas son éter y acetona, según el manual para análisis del crudo en laboratorio de Halliburton. 4. ¿Para qué sirve saber el punto de anilina? Es la temperatura mínima (en °F o °C) a la cual iguales volúmenes de anilina (C6H5NH2) y crudo forman una sola fase. El punto de anilina (AP) se relaciona con la cantidad y tipo de hidrocarburos aromáticos presentes en el crudo. Un bajo punto de anilina es indicador de un alto contenido de aromáticos, mientras un alto punto de anilina es indicador de un bajo contenido de aromáticos. La anilina es un hidrocarburo aromático, en uno de sus vértices cuenta con un grupo amina (-NH2). Dada la estructura molecular de la anilina ésta es más soluble en aceites aromáticos, algo menos en los nafténicos, y todavía menos en los parafínicos. Por esto el punto de anilina nos orienta sobre la composición química del aceite (en particular sobre el contenido en sustancias aromáticas). 5. ¿Qué es un Crisol?, ¿Para qué está diseñado? El crisol de porcelana es un material de laboratorio utilizado principalmente para calentar, fundir, quemar, y calcinar sustancias; es un pequeño contenedor el cual posee una cavidad, la encargada de fundir o calcinar.Al estar hecho de este material tiene la propiedad de resistir las altas temperaturas. 6. ¿Para qué sirve determinar las propiedades físicas y químicas de las aguas de formación? Se necesitan conocer estos parámetros para tratar las aguas de formación, si es que se desea considerar estas como residuo, ya que se debe cumplir con las normas locales de vertimiento de aguas residuales; luego antes de realizar dicho vertimiento en fuentes de agua, o al medio ambiente en general, se debe tratar en las piscinas de tratamiento con diferentes productos químicos y biológicos (bacterias principalmente) y cumplir con las normas medioambientales.
  9. 9. BIBLIOGRAFIA  De la Cruz, L. (2003), Producción de petróleo, Valencia, España. Disponible en: http://es.scribd.com/doc/22634372/Produccion-de-Petroleo  Aguirre, E., Facilidades de superficie en la industria petrolera. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos72/facilidades-superficie-industria- petrolera/facilidades-superficie-industria-petrolera2.shtml  Aguirre, E., Facilidades de superficie en la industria petrolera. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos72/facilidades-superficie-industria- petrolera/facilidades-superficie-industria-petrolera2.shtml  G.P.A. Estudios y Servicios Petroleros, ¿Cómo funcionan los Químicos que se utilizan en la industria del petróleo?. Disponible en: http://oilproduction.net/files/GPA_NOTA_TECNICA_41.pdf  Universidad Autónoma de México, UNAM, APUNTES DE MANEJO DE LA PRODUCCIÓN EN SUPERFICIE. Disponible en: http://www.ingenieria.unam.mx/~jagomezc/materias/ARCHIVOS_CONDUCCION/CAPI TULO%20VIII.pdf  Becerra S. F., (2008). Facilidades de Producción. Documento en Power Point.  Halliburton, Global Laboratory Best Practices, Vol. 2. Oil Analysis. Documento en PDF.

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