Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]

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INTRODUCCION FACILIDADES DE PRODUCCION DE PETROLEO

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Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]

  1. 1. BIENVENIDOSBIENVENIDOS FACILIDADES DE PRODUCCIONFACILIDADES DE PRODUCCION FACILITADOR: FERNANDO BECERRA S. Ingeniero de Petróleos
  2. 2. OBJETIVO GENERAL DEL SEMINARIOOBJETIVO GENERAL DEL SEMINARIO ActualizarActualizar aa loslos participantesparticipantes sobresobre loslos principiosprincipios básicos,básicos, operaciónoperación dede loslos equiposequiposprincipiosprincipios básicos,básicos, operaciónoperación dede loslos equiposequipos dede producciónproducción yy facilidadesfacilidades dede superficiesuperficie queque sese requierenrequieren parapara lala producción,producción, separaciónseparación yy tratamientotratamiento dede loslos fluidosfluidos provenientesprovenientes dede unun campocampo petroleropetrolero..
  3. 3. OBJETIVOS DEL SEMINARIOOBJETIVOS DEL SEMINARIO Identificar la importancia y el manejo de las principales variables que inciden en las operaciones de FamiliarizarFamiliarizar aa loslos asistentesasistentes concon loslos principiosprincipios yy procedimientosprocedimientos operaciones de superficie en los campos petroleros, y compartir experiencias para mejorar las habilidades, actitudes y aptitudes del personal y optimizar costos de producción. procedimientosprocedimientos operativosoperativos dede loslos equiposequipos yy facilidadesfacilidades dede producciónproducción instaladasinstaladas enen unun campocampo petroleropetrolero..
  4. 4. CONTENIDOCONTENIDO GGeneralidades de yacimientos y de loseneralidades de yacimientos y de los sistemas de manejo de crudo y gas ensistemas de manejo de crudo y gas en superficie.superficie. SSistema general de recolección deistema general de recolección de crudo y gas.crudo y gas. ProcesoProceso dede separaciónseparación dede crudocrudo yy gasgas..
  5. 5. Fundamentos de tratamiento de crudo eFundamentos de tratamiento de crudo e inyección de químicos.inyección de químicos. TanquesTanques dede almacenamientoalmacenamiento yy mediciónmedición CONTENIDOCONTENIDO TanquesTanques dede almacenamientoalmacenamiento yy mediciónmedición dede crudocrudo.. TratamientoTratamiento deldel gasgas naturalnatural.. SistemaSistema dede tratamientotratamiento dede aguasaguas producidasproducidas..
  6. 6. INTRODUCCION A LAS FACILIDADESINTRODUCCION A LAS FACILIDADES DE PRODUCCION
  7. 7. HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS:: Compuestos de carbono e hidrógeno que tienen determinadas propiedades. Se encuentran acumulados en las rocas del subsuelo (porosas y permeables), bien sea HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS:: Compuestos de carbono e hidrógeno que tienen determinadas propiedades. Se encuentran acumulados en las rocas del subsuelo (porosas y permeables), bien seasubsuelo (porosas y permeables), bien sea en forma: sólida, líquida o gaseosa. Se pueden producir a través de pozos que se han perforado. Generalmente vienen acompañados de: agua y otras impurezas. Requieren tratamiento previo para poder ser utilizados y comercializados. subsuelo (porosas y permeables), bien sea en forma: sólida, líquida o gaseosa. Se pueden producir a través de pozos que se han perforado. Generalmente vienen acompañados de: agua y otras impurezas. Requieren tratamiento previo para poder ser utilizados y comercializados.
  8. 8. 1. Hidrocarburos saturados, alcanos o parafinas. 2. Hidrocarburos nafténicos, cicloalcanos o TIPOS DE HIDROCARBUROSTIPOS DE HIDROCARBUROS 2. Hidrocarburos nafténicos, cicloalcanos o cicloparafinas. 3. Hidrocarburos aromáticos. 4. Hidrocarburos asfalténicos o mixtos.
  9. 9. Crudos ácidos Son altamente corrosivos debido a su contenido de dióxido de carbono y ácido TIPOS DE HIDROCARBUROSTIPOS DE HIDROCARBUROS contenido de dióxido de carbono y ácido sulfhídrico. Crudos dulces No poseen gases o sustancias corrosivas asociadas con el petróleo.
  10. 10. YACIMIENTO TIPICO SUPERFICIESUBSUELO (Acumulación de Fluidos en una Roca Porosa y Permeable) PETROLEO GAS AGUA ROCAS TRAMPA PRESION DEL YACIMIENTO
  11. 11. OPERACIONES DE SUBSUELO OPERACIONES DE SUPERFICIE GESTION INTEGRADA DE PRODUCCION INTEGRACION Y APLICACIÓN DE TECNOLOGIAS DE PRODUCCION GESTIONGESTION
  12. 12. DATOS BASICOS DEL YACIMIENTODATOS BASICOS DEL YACIMIENTO Porosidad Permeabilidad Saturación de fluidos (sw, so, sg) Volumen de la roca productora y factor volumétrico.volumétrico. Presión del Yacimiento Mecanismos de empuje de fluidos en el Yacimiento. Propiedades de los fluidos (API, GOR y Viscosidad ) Pruebas de formación y producción.
  13. 13. La capacidad para almacenar fluidos POROSIDADPOROSIDAD Volumen vacío de una roca lleno de 100* rocabrutovolumen porosoespaciovolumen =φ Porosidad Efectiva: Volumen de espacios una roca lleno de fluido, dividido por el volumen total de la roca. Se expresa como porcentaje. Volumen de espacios interconectados.
  14. 14. PERMEABILIDADPERMEABILIDAD Aptitud de una roca reservorio para permitir el flujo o paso de los fluidos que contiene almacenados. Para que un fluido fluya a través de una roca porosa, se requiere que los poros de dicha roca estén interconectados entre sí. SATURACION DE FLUIDOSSATURACION DE FLUIDOS La saturación del fluido en una roca es la relación de volumen de un fluido en los poros, con relación al volumen de los poros de la roca que lo contiene.
  15. 15. FACTOR VOLUMÉTRICOFACTOR VOLUMÉTRICO Es la relación entre el volumen del crudo ocupado a condiciones del yacimiento sobre el volumen en la superficie.sobre el volumen en la superficie. Es importante conocer las condiciones de presión y temperatura del yacimiento. [ ] [ ] B Vol aceite Vol gasdisuelto Vol aceite bls BFo p T ycto p T erficie = +       . . . @ , ( ) @ , (sup )
  16. 16. RELACIÓN GAS PETRÓLEORELACIÓN GAS PETRÓLEO A medida que se produce el petróleo la presión en el yacimiento va disminuyendo y la cantidad de gas disuelto aumenta en cada barril. De esta forma existe una relación entre el petróleo y el gas que serelación entre el petróleo y el gas que se produce. Es importante para saber si se está produciendo gas en solución o gas libre.       = BF PCS queelenproducidoaceitevol erficieenproduidogasvol Rs tan. sup.
  17. 17. RESERVAS CALCULADASRESERVAS CALCULADAS Cantidades de petróleo y/o gas que se estimanCantidades de petróleo y/o gas que se estiman con un alto grado de certeza, que pueden estarcon un alto grado de certeza, que pueden estar presentes en un determinado yacimiento.presentes en un determinado yacimiento. RESERVAS DE HIDROCARBUROSRESERVAS DE HIDROCARBUROS RESERVAS RECUPERABLESRESERVAS RECUPERABLES Cantidades de petróleo y/o gas que se estimanCantidades de petróleo y/o gas que se estiman con un grado de certezacon un grado de certeza ( 40( 40 –– 80 %)80 %) y puedeny pueden ser recuperadas en forma económica y con lasser recuperadas en forma económica y con las técnicas disponibles.técnicas disponibles.
  18. 18. ParaPara producirproducir loslos fluidosfluidos dede loslos PozosPozos sese requiererequiere:: • Conocer sus características y su comportamiento para poder manejarlos en PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSPROPIEDADES DE LOS FLUIDOS comportamiento para poder manejarlos en forma óptima en superficie. • Evitar problemas operacionales y daños de formación. • Optimizar la operación de los equipos y reducir los costos operacionales.
  19. 19. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS CAUDALCAUDAL El caudal (Q) es una variable importante en el proceso de producción de petróleo ya que es una medida del volumen producido de un fluido en una determinada unidad de tiempoen una determinada unidad de tiempo Caudal de un fluido: Q = Volumen / unidad de tiempo. (galones por minuto) Q (petróleo) = Barriles / hora o, Barriles / día 1 Barril = 5.614 pies cúbicos = 42.0 galones = 158.9 litros
  20. 20. CALIDAD Y GRAVEDAD DEL CRUDOCALIDAD Y GRAVEDAD DEL CRUDO La Calidad de un crudo depende principalmente de la gravedad API, la cual esta relacionada con la gravedad especifica de dicho crudo :especifica de dicho crudo : 141.5 SG = -------------------- 131.5 + o API. º . .API o = − 1415 1315 γ
  21. 21. Gravedad API del crudoGravedad API del crudo De acuerdo con los componentes y la gravedad API de los crudos presentes en el yacimiento se pueden clasificar como: Yacimientos de crudo pesado si la gravedad APIYacimientos de crudo pesado si la gravedad API es menor de 18 grados API .. Yacimientos de crudo medio entre 20 y 30 grados API .. Yacimientos de crudo liviano y condensados o volátiles si contienen fluidos de gravedades API superiores a los 30 grados ..
  22. 22. TEMPERATURA: La temperatura de los fluidos: es una medida del grado de calor que tienen los fluidos en un sitio determinado. Si la temperatura se mide en el fondo del yacimiento, corresponde a la temperatura de fondo y temperatura en superficie, a la cual llega un fluido a la cabezasuperficie, a la cual llega un fluido a la cabeza del pozo. Temperatura absoluta: ºK = ºC + 273 Temperatura absoluta: ºR = ºF + 460 ºF = (9/5 ºC) + 32 ºC = 5/9 (ºF – 32)
  23. 23. Gradiente Geotérmico: es la relación entre la profundidad y la temperatura natural de los estratos a profundidad. T = Temperatura de la formación a una TEMPERATURA TF= Temperatura de la formación a una profundidad h (ºF) Ts=Temperatura del medio ambiente a temperatura de su superficie (ºF) ∇∇∇∇G=Gradiente geotérmico (ºF/100 pies) h= Profundidad a la cual se desea medir la temperatura de formación (pies) T T G h F S= + ∇ × 100
  24. 24. Es la Resistencia al flujo, propiedad dinámica que se mide cuando el fluido esta en movimiento. Absoluta o dinámica (centipoises) VISCOSIDAD DEL CRUDOVISCOSIDAD DEL CRUDO Absoluta o dinámica (centipoises) Cinemática (centiestoques) Centiestoques = centipoises/ SGo Centipoises = centiestoques x Sgo La viscosidad varia con la temperatura
  25. 25. OTRAS PROPIEDADES DELOTRAS PROPIEDADES DEL PETROLEO CRUDOPETROLEO CRUDO Contenido de agua y sedimentos (BSW): porcentaje de agua y sedimentos por barril de petróleo Contenido de sal: libras de sal por cada 1000 barriles. Máximo permisible en refinerías o en condiciones de venta ?? Contenido a azufre: definir máximo permisible para ventas (< 3.0%)
  26. 26. DENSIDAD DEL GASDENSIDAD DEL GAS Gravedad especifica del Gas: SG. SG = Peso Molecular del Gas/ 29SG = Peso Molecular del Gas/ 29 La densidad del gas: D en libras/pie3 D = 2.7 x (SG) g x P/ T x Z Siendo P en Psia y T en oR. D = 0.093 x Peso Molecular x P/ T x Z
  27. 27. Para producir un “Pozo Petrolero” se requiere que los fluidos del yacimiento entren al pozo y se puedan sacar hasta superficie, para luego separarlos LA PRESIÓN DE LOS YACIMIENTOS superficie, para luego separarlos procesarlos y transportarlos a los centros de consumo. PRESION DE YACIMIENTO: FUENTE NATURAL DE ENERGIA
  28. 28. LA PRESIÒNLA PRESIÒN Es una variable de vital importancia en la producción de petróleo y gas ya que ésta es la fuente de energía para que el crudo presente en un yacimiento, entre al pozo y llegue hasta la superficie. Presión absoluta = psi + 14.7Presión absoluta = psi + 14.7
  29. 29. PRESIÓN HIDROSTÁTICA P h= × ×0052. ρ p = Densidad del fluido ( Lb/gal ) Presión hidrostática de un crudo (Presión hidrostática de un crudo (PhPh): = gradiente hidrostático): = gradiente hidrostático del agua dulce (0. 433 psi/pie) x SG(o) del crudo x H, siendodel agua dulce (0. 433 psi/pie) x SG(o) del crudo x H, siendo H la altura de la columna de crudo.H la altura de la columna de crudo. Presión hidrostática de un fluido. Gravedad específica de los líquidos: (γγγγL) γ ρ ρL liquido agua p T = @ , Gravedad específica para los gases: (γγγγg) γ ρ ρG gas aire p T = @ , P hh = × ×0052. ρ p = Densidad del fluido ( Lb/gal ) h = Altura de la columna de fluido
  30. 30. LA PRESIÓN DE LOS YACIMIENTOS La presión es la fuente de energía que mueve el petróleo hacia los pozos y permite su producción.permite su producción. De acuerdo con el tipo de presión que opere en un yacimiento, existen diferentes mecanismos de recobro de hidrocarburos.
  31. 31. EMPUJE POR CAPA DE GAS ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL GAS PETROLEO AGUA AGUA GAS PETROLEO AGUA AGUA
  32. 32. GOR Presión EMPUJE POR CAPA DE GAS Figura 34. Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje por capa de gas. Tiempo Presión Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje por capa de gas. Caudal Q
  33. 33. EMPUJE POR GAS EN SOLUCIÓN GAS PETROLEO AGUA AGUA GAS PETROLEO AGUA AGUA ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
  34. 34. GORPb EMPUJE POR GAS EN SOLUCIÓN Figura 32. Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje por gas en solucion. Presión qo Tiempo Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje de gas en solución
  35. 35. EMPUJE HIDRAULICO POR AGUA ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL GAS PETROLEO AGUA AGUA GAS PETROLEO AGUA AGUA PETROLEO AGUAAGUA
  36. 36. Presión GOR qw EMPUJE HIDRAULICO POR AGUA Figura 36. Patrón de agotamiento típico de un yacimiento con empuje por agua. GOR qo Tiempo Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje de agua
  37. 37. MECANISMOS COMBINADOS ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL GAS PETROLEO AGUA AGUA GAS PETROLEO AGUA AGUA PETROLEO AGUAAGUA Gas
  38. 38. MECANISMOS DE EMPUJEMECANISMOS DE EMPUJE EMPUJE GASEMPUJE GAS CAPA DECAPA DE EMPUJE DEEMPUJE DE DISUELTODISUELTO GASGAS AGUAAGUA Presión delPresión del Cae rápido yCae rápido y Cae despacioCae despacio Se mantieneSe mantiene YacimientoYacimiento ContinuoContinuo y continuoy continuo altaaltaYacimientoYacimiento ContinuoContinuo y continuoy continuo altaalta GORGOR Sube y bajaSube y baja Sube continuoSube continuo Mantiene bajaMantiene baja ProducciónProducción Ausente o bajaAusente o baja Ausente o bajaAusente o baja Sube continuoSube continuo de Aguade Agua RecobroRecobro 1010--40% 3040% 30--80%80% 6060--80%80% EsperadoEsperado
  39. 39. SISTEMA DE EXTRACCION DESISTEMA DE EXTRACCION DE HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS FLUJO NATURALFLUJO NATURAL LEVANTAMIENTO ARTIFICIALLEVANTAMIENTO ARTIFICIAL EL POZO FLUYEEL POZO FLUYE EL POZO NO FLUYEEL POZO NO FLUYE HASTA SUPERFICIEHASTA SUPERFICIEEL POZO FLUYEEL POZO FLUYE HASTAHASTA SUPERFICIESUPERFICIE CON LA ENERGIACON LA ENERGIA PROPIAPROPIA DEL YACIMIENTODEL YACIMIENTO HASTA SUPERFICIEHASTA SUPERFICIE REQUIERE ENERGIAREQUIERE ENERGIA PARA PRODUCIRPARA PRODUCIR BOMBEO MECANICOBOMBEO MECANICO GAS LIFTGAS LIFT BOMBEO HIDRAULICOBOMBEO HIDRAULICO BOMBEO ELECTROSUMERGIBLEBOMBEO ELECTROSUMERGIBLE BOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVASBOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVAS
  40. 40. “Arboles de Navidad” Serie de válvulas que permiten controlar las presiones y FLUJO NATURALFLUJO NATURAL presiones y caudales de los fluidos provenientes del pozo productor y conectarse a las líneas de flujo.
  41. 41. Si la presión del Yacimiento no es suficiente para que los fluidos lleguen a la superficie, hay que instalar un equipo que le suministre FLUJO ARTIFICIALFLUJO ARTIFICIAL hay que instalar un equipo que le suministre la energía requerida para llevarlos hasta superficie y en este caso se tiene un pozo por: “FLUJO“FLUJO ARTIFICIAL”ARTIFICIAL”
  42. 42. MECANICO ELECTROSUMERGIBLE HIDRAULICO GAS LIFT Muy usado Adaptabilidad Adaptabilidad Adaptabilidad Alta Eficiencia Especializado Especializado Especializado SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIALSISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Bajos costos Op. Normal Normal Normal Caudal limitado Buen caudal Buen caudal Buen caudal Amplia aplicación Viscosidad Viscosidad Viscosidad Bajo GOR Bajo GOR Bajo GOR Alto GOR Límite profundidad Pozos Profundos Temperatura 100 – 200 °F. 150 – 250 °F 150-250 °F
  43. 43. En el proceso de Producción de un Campo petrolero, si no se suministra una presión externa al yacimiento, se tiene un campo en: “PRODUCCION PRIMARIA”. PRODUCCION PRIMARIA O SECUNDARIAPRODUCCION PRIMARIA O SECUNDARIA Si durante la vida productiva de un campo se inyecta un fluido para incrementar la presión del yacimiento y empujar los fluidos que aun quedan hacia los pozos productores, en este caso se tiene un campo en: “RECUPERACION SECUNDARIA”.
  44. 44. • Flujo burbuja TIPOS DE FLUJOS EN TUBERIAS VERTICALES • Flujo tapón • Flujo anular • Flujo tipo niebla
  45. 45. TRATAMIENTO DE AGUAS (Vertimiento o Reinyección) EXTRACCION (SUBSUELO) Sistemas de Producción RECOLECCION Y SEPARACION DE FLUIDOS (SUPERFICIE) OPERACIONES DE PRODUCCIONOPERACIONES DE PRODUCCION TRATAMIENTO DEL CRUDO (Emulsiones y Desalado) BOMBEO DE CRUDO PROCESO Y TRATAMIENTO DE GAS SEPARACIÓN Y COMPRESION DE GAS MEDICION Y FISCALIZACIÓN BOMBEO Y VENTA DE CRUDO
  46. 46. PROBLEMAS DE LA PRODUCCIONPROBLEMAS DE LA PRODUCCION PROBLEMAS DE SUBSUELO Y DE EQUIPOS ProducciProduccióón den de aguaagua IncursiIncursióón den de ArenaArena Depositación deDepositación de ParafinasParafinas IncrustacionesIncrustaciones orgorgáánicas enicas e inorginorgáánicasnicas Problemas con elProblemas con el equipo deequipo de ProducciProduccióónn Otros problemasOtros problemas combinadoscombinados Taponamiento porTaponamiento por ssóólidoslidos
  47. 47. 1. Un pozo produce 10 barriles de fluido por hora con un porcentaje del 10% de agua. Cuántos barriles netos de aceite produce por día?. Cuantos barriles de agua? EJERCICIOSEJERCICIOS 2. Cual será la temperatura de fondo de un yacimiento que se encuentra a 10.000 pies de profundidad si el gradiente geotérmico en la región es de 2 grados centígrados por cada 100 pies? por día?. Cuantos barriles de agua?
  48. 48. 3. Cual será la presión absoluta que ejerce una columna de fluido de una gravedad API de 30 grados en el fondo del yacimiento a 8.000 pies? EJERCICIOSEJERCICIOS yacimiento a 8.000 pies? Que condición de presión debe tener el yacimiento para que el pozo fluya naturalmente en estas condiciones?
  49. 49. La mezcla de fluidos que llegan hasta superficie tienen propiedades físicas diferentes. Es necesario manejarlos en superficie en forma diferente según sus CONCLUSIONCONCLUSION superficie en forma diferente según sus propiedades y el uso que se les vaya a dar (clientes finales) Por esta razón, se construyen y se operan “facilidades de producción o baterías” acordes a sus características.

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