TRANSPORTE DE CRUDO PESADO
TRANSPORTE DE CRUDO PESADO
CÓNDOR CARLOSGENERALIDADES
CLASIFICA
CLASIFICA
CION
CION
DE LOS
DE LOS
CR
CR
UDOS
UDOS
PESADOS
PESADOS
• •L
L
a
a
v
v
i
i
s
s
c
c
o
o
s
s
i
i
d
d
a
a
d
d
a
a
l
l
a
a
t
t
e
e
m
m
p
p
e
e
r
r
a
a
t
t
u
u
r
r
a
a
d
d
e
e
l
l
y
y
a
a
c
c
i
i
m
m
i
i
e
e
n
n
t
t
o
o
e
e
s
s
l
l
a
a
m
m
e
e
d
d
i
i
d
d
a
a
m
m
á
á
s
s
i
i
m
m
p
p
o
o
rt
rt
a
a
n
n
t
t
e
e
p
p
a
a
r
r
a
a
e
e
l
l
p
p
r
r
o
o
d
d
u
u
c
c
t
t
o
o
r
r
p
p
o
o
r
r
q
q
u
u
e
e
d
d
e
e
t
t
e
e
rm
rm
i
i
n
n
a
a
c
c
o
o
n
n
q
q
u
u
é
é
f
f
a
a
c
c
i
i
l
l
id
id
a
a
d
d
s
s
e
e
m
m
o
o
v
v
e
e
r
r
á
á
e
e
l
l
h
h
i
i
d
d
r
r
o
o
c
c
a
a
r
r
b
b
u
u
r
r
o
o
y
y
e
e
s
s
t
t
a
a
p
p
u
u
e
e
d
d
e
e
v
v
a
a
r
r
i
i
a
a
r
r
a
a
g
g
r
r
a
a
n
n
m
m
e
e
d
d
i
i
d
d
a
a
c
c
o
o
n
n
la
la
tem
tem
per
per
atu
atu
ra.
ra.
• •
L
L
a
a
d
d
e
e
n
n
s
s
i
i
d
d
a
a
d
d
s
s
e
e
d
d
e
e
f
f
i
i
n
n
e
e
e
e
n
n
g
g
r
r
a
a
d
d
o
o
s
s
A
A
P
P
I
I
y
y
s
s
e
e
r
r
e
e
l
l
a
a
c
c
i
i
o
o
n
n
a
a
c
c
o
o
n
n
l
l
a
a
g
g
r
r
a
a
v
v
e
e
d
d
a
a
d
d
e
e
sp
sp
e
e
c
c
í
í
f
f
i
i
c
c
a
a
;
;
m
m
i
i
e
e
n
n
t
t
r
r
a
a
s
s
m
m
á
á
s
s
d
d
e
e
n
n
s
s
o
o
e
e
s
s
e
e
l
l
p
p
et
et
r
r
ó
ó
l
l
e
e
o
o
,
,
m
m
á
á
s
s
b
b
a
a
j
j
a
a
e
e
s
s
l
l
a
a
d
d
e
e
n
n
s
s
i
i
d
d
a
a
d
d
A
A
P
P
I
I
.
.
•
Los grados API varían desde los 4° para bitumen rico en brea, 10.0°
a 22.3° pesado y hasta los 70° condensados.
•
El crudo pesado es un sistema coloidal compuesto por partículas de
asfáltenos (fracción polar más aromática y pesada), disueltos en un
solvente de máltenos.
Se origina de formaciones geológicas jóvenes porque sus yacimientos
son someros y los sellos menos efectivos. El petróleo se vuelve
pesado luego de una degradación ocurrida durante la migración y el entrampamiento.
ORIGEN DE LOS
CRUDOS
PESADOS
PROPIEDADES DE LOS CRUDOS PESADOS Alto punto de fluidez (80°F- 100°F) Alta viscosidad Salinidad del crudo Baja gravedad
API (<20°) Alto contenido de metales pesados (níquel y vanadio) Alto contenido de nitrógeno y azufre Alta relación gas - aceite
• Se a definido diferentes categorías de crudo pesado de acuerdo a su densidad y
viscosidad. (Figura 1)
Fuente: SANIERE, A, HÉNAUT, I, and ARGILLIER, J-F. “Pipeline Transportation of Heavy Oils, a Strategic Economic and
RESERVAS DE CRUDOS PESADOS EN EL MUNDO
• En el mundo hay mucho más depósitos de crudos no convencionales que
convencionales. Solamente entre Canadá y Venezuela tienen depósitos de 3,6 billones de barriles, dos veces más que los depósitos convencionales en todo el mundo. Debido a esto desde finales del siglo pasado ha aumentado el desarrollo de los crudos pesados y extrapesados.
FIGURA 2
. RECURSOS “IN PLACE” DE CRUDO PESADO
EN EL MUNDO.
CARACTERISTICAS QUE DEBE TENER UN CRUDO
PESADO PARA SER TRANSPORTADO
• Las dos características que necesita el crudo para ser transportado por
tubería son: temperatura por encima del punto de fluidez y viscosidad baja que ayudara a disminuir costos y requerimientos de bombeo.
PROPIEDADES DE LOS CRUDOS
PESADOS
VISCOSIDAD DE LOS CRUDOS PESADOS Medida de tendencia a resistir el esfuerzo de corte.
Función de estado de las propiedades del fluido
Temperatura
A medida que la temperatura aumenta disminuye la viscosidad.
Presión
En el flujo de oleoductos, se consideran de menor importancia los
efectos de la presión sobre la viscosidad, debido a los cambios de
presión entre las estaciones de bombeo no son significativas.
Velocidad de deformación.
Afecta a la viscosidad según el tipo de fluidos estos pueden ser newtonianos y no newtonianos.
Viscosidad Dinámica o
absoluta
• Es la medida de la resistencia de
un fluido al esfuerzo de corte o a la deformación angular, donde por cambio de cohesión y momentum aparecen las fuerzas de fricción.
Viscosidad Cinemática
• Es el producto de la medición
de tiempo de flujo y de la constante de calibración del viscosímetro cinemática
Relación
viscosidad
–
temperatura
• La técnica para estimar esta
relación es el uso de las gráficas de estándar de viscosidad y temperatura de las normas ASTM para petróleos líquidos.
¿PORQUE ESTUDIAMOS A
LOS CRUDOS PESADOS?
•DEBIDO AL AGOTAMIENTO DE LAS
RESERVAS CONVENCIONALES.
• REPRESENTAN UNA SIGNIFICATIVA
FRACCIÓN DEL TOTAL DE LAS RESERVAS CONOCIDAS.
COMPUESTOS ORGÁNICOS QUE
CONFORMAN EL PETRÓLEO
• Saturados • Aromáticos • Resinas • Asfáltenos.CATEGORÍAS DE PETROLEO CRUDO
•Convencional
•El petróleo crudo
pesado
•El betúmen de
arena de alquitrán
CLASIFICACIÓN DEL PETRÓLEO SEGÚN
API
DIFICULTADES PRESENTADAS AL
EXTRAER UN CRUDO PESADO
• Alta viscosidad que posee, esto provoca un aumento en la energía de la
METODOS PARA DISMINUIR LA
VISCOSIDAD DEL CRUDO PESADO
Existen diferentes métodos para lograr una reducción de la viscosidad y de esta manera lograr recuperar y transportar el crudo pesado.
METODOS PARA DISMINUIR LA
VISCOSIDAD DEL CRUDO PESADO
• Por calentamiento
• El uso de agente reductor de resistencia (DRA). • Aditivos químicos
• Emulsificación.
Estas técnicas hacen un comportamiento reológico para justificar la eficacia de la depresión de la viscosidad.
AGENTE REDUCTOR DE ARRASTRE (DRA)
• El DRA reduce la fricción turbulenta-líquido.
• El crudo pesado altamente viscoso que fluye en una tubería
crea una alta caída de presión. La alta caída de presión puede disminuirse usando DRA como polímero y surfactante.
POLÍMERO
• El PEO es conocido como un polímero flexible y se informa como el DRA
más efectivo en sistemas acuosos. También sugirieron que la reducción del arrastre se debió a la alta viscosidad elongacional de las soluciones de polímero.
TENSIOACTIVO
• Los que actúan como potentes reductores de la fricción en el
flujo turbulento en las tuberías son: no iónicos, aniónicos, catiónico y zwitteriónico. Su capacidad como reductores de arrastre a baja concentración se atribuye a sus varillas en forma de micelas.
ADITIVO QUÍMICO
• Los ejemplos de aditivos
químicos son polímeros,
iónicos, a base de agua, a base de aceite y nano partículas.
• Descubrieron que a base de
petróleo el aditivo es un buen reductor de viscosidad
para el petróleo crudo
viscoso con viscosidad baja o media.
EMULSIFICACIÓN
• Las emulsiones son sistemas coloidales en los que gotitas finas
de un líquido se dispersan en otro líquido donde los dos líquidos son mutuamente inmiscibles. Lo que significa que la viscosidad se reduce a medida que aumenta la velocidad de corte.
ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA LUBRICACIÓN
DE TUBERÍAS PARA EL TRANSPORTE DE
PETRÓLEO PESADO
• Uno de estos métodos que en lo general es el más usado sebasa en la inyección de reductores en el crudo pesado, que permiten disminuir la fricción entre tubería-liquido
REGIMEN DE FLUJO
• Depende de propiedades del fluido: densidad, tención
superficial y velocidad de corte. La lubricación del crudo con el agua ayuda a fluir en gran medida al crudo pues al ser más denso esta se ubica en la pared de la tubería lubricándolas.
ESTABILIDAD
• En ciertos parámetros es
posible lograr el CAF
perfecto, la estabilidad depende de la velocidad de flujo pues a una baja
velocidad aparece la
inestabilidad capilar. La inestabilidad capilar está
ligada a la tención
superficial ya que si esta aparece rompería el núcleo.
MEDIO DE TRANSPORTE
• Los oleoductos son sistemas eficientes y económicos para su trasporte. Las
emulsiones del petróleo con soluciones de tensoactivo. La aplicación de esta técnica exige la estabilidad de las emulsiones durante el periodo de bombeo y su completa separación después de transportado el crudo.
• La mayoría de modelos para predecir el flujo de fluidos
manejan a la viscosidad como una variable específica.
• Esta tiende a tener diferentes comportamientos en crudos con
alta viscosidad.
ECUACIONES Y CONCEPTOS BÁSICOS.
• El calculo de la caída de presión en flujo multifásico es muc ho mas
complicada que el flujo monofásico.
• La base teórica es la ecuación de la conservación de la
energía.
• Esta sirve para considerar una mezcla liquido vapor:
homogéneo, en estado estable, compresible o incompresible y en 1 dimensión.
• La componente de la fricción siempre resulta en una caída de
presión que va en dirección del flujo.
• Además esa siempre aumenta en flujo multifásico.
• Fluidos pueden viajar a diferentes velocidades por diferencia
de densidad.
Hold-up Líquido Hold-up líquido sin deslizamientos
• Relación entre el volumen de liquido y
el volumen de tubería que existe en una sección.
• Solo se calcula experimentalmente.
• Su recíproco es elhold-up de gas.
• Es el volumen de líquidos de una parte
de tubería si el gas y liquido no se deslizarían uno sobre el otro dividido para el volumen de la sección de tubería.
• El reciproco de este valor es el
hold-up gas sin deslizamiento.
• En la siguiente ecuación se asume que no existe deslizamiento
entre fases.
• La densidad total es la suma de ambas ecuaciones
multiplicadas por un factor. Densidad.
VELOCIDAD SUPERFICIAL.
• Es la velocidad con la que
el flujo monofásico subiría
por la tubería. Sus
ecuaciones para gas y liquido son:
PATRONES DE FLUJO.
• Es la distribución en tubería
que tiene un fluido
• Existen varias formulas empíricas aplicables para casos reales
con un buen margen de exactitud.
• Siempre que se tiene datos de laboratorio para las
propiedades de fluido, deben usarse.
• Esta relación se despliega a partir de la gravedad API,
presión de burbuja, densidad del gas y temperatura, la ecuación es:
• Predice el cambio de volumen de aceite que es sometido a
cambios de presión y temperatura. Relación gas-aceite en solución.
• Es la variación de volumen con respecto a la presión.
• Ambas son variables cuando cambia la presión ya que
comúnmente el metano y los hidrocarburos con masas moleculares grandes se vaporizan.
Compresibilidad de aceite.
• Se debe imaginar 2 placas paralelas. Una moviéndose
respecto de la otra, entonces veremos la distribución final de velocidad para un flujo estacionario.
• Este tipo de fluido se caracteriza por su deformación en
dirección a la fuerza aplicada, no tienen valor de viscosidad. Ley de Newton de la viscosidad.
• En base a principios, leyes, se puede desarrollar ecuaciones
empíricas con el uso de datos ya sea de campo o laboratorio y adaptando ecuaciones de flujo monofásico.
• Esta se da cuando ya sea coques, hidratos, parafinas o
válvulas de seguridad obstruyen el flujo de fluidos.
•
• Flujo crítico es cuando la velocidad de flujo de un fluidoFlujo crítico es cuando la velocidad de flujo de un fluido
alcanza la velocidad del sonido.
alcanza la velocidad del sonido.
•
• En un estrangulamiento el flujo sónico depende de la relaciónEn un estrangulamiento el flujo sónico depende de la relación
de presiones. Si la relación es menor a la relación de presión
de presiones. Si la relación es menor a la relación de presión
crítica, entonces se tiene flujo crítico. Si es mayor o igual
crítica, entonces se tiene flujo crítico. Si es mayor o igual
existirá un flujo subcrítico
existirá un flujo subcrítico
Flujo crítico y subcrítico.
Caídas de presión Caídas de presión en coques en coques Ashford-Pierce Ashford-Pierce Aplicable a ambos Aplicable a ambos tipos de flujo. tipos de flujo. Omana Omana
Solo para flujo
Solo para flujo
crítico crítico Modelo de la Modelo de la Universidad de Tulsa Universidad de Tulsa
Solo para presión
Solo para presión
subcrítica. subcrítica. Basadas en Basadas en correlaciones para correlaciones para flujo crítico y flujo crítico y subcrítico. subcrítico.
• • PPaarraa eessttee ccaallccuulloo ssee ppllaanntteeaa nnuueevvee aallggoorriittmmooss ddee llooss ccuuaalleess 44 s soonn ccoonn ccoorrrreellaacciioonneess ppaarraa fflluujjoo vveerrttiiccaall,, ccuuaattrroo ppaarraa fflluujjoo h hororiizozontntalal yy ununaa ppaarraa aappliliccaarlrlaa aa trtravavééss ddee rresestrtriiccccioioneness..
Validación de la herramienta computacional.
• La evaluación de este programa se ajusto de una mejor
manera al pozo 18 del campo Chichimene (Meta, Colombia). Este campo presenta las siguientes características:
• Se calculó los gradientes de presión a una temperatura
promedio entre el yacimiento y superficie. Con estas presiones se procedió a calcular la presión de entrada a la bomba de subsuelo (PIP), arrojando los siguientes resultados.
• La viscosidad y su comportamiento con la temperatura y
presión es de suma importancia, puesto que se sabe que está en relación inversa con la temperatura y relación directa con la presión.
Modelo de Woeflin
Correlación gráfica de Woelfin
Relación de Smith y Arnold
• Se aplicó el ajuste de la viscosidad en la correlación de Duns y Ros para el
cambio de presión de manera vertical, lo cual disminuyó el porcentaje de error como se muestra en la tabla:
Aplicación del ajuste a la viscosidad del crudo San Fernando en la correlación seleccionada.
• De manera horizontal se realiza el mismo procedimiento, solo
que en este varía la correlación a la de Beggs y Brills, y se confirma que la viscosidad es la causante de alterar el comportamiento de flujo y por ende las caídas de presión.
UN NUEVO ENFOQUE PARA EL
ACEITE PESADO Y LA MEJORA
INTRODUCCION
• El más reciente estudio de Perspectivas del Mercado Global del Petróleo de Purvin
& Gertz. El estudio muestra un crecimiento anual del 1.7% en la demanda mundial y que esta tasa de crecimiento continuará en los próximos 15 años.(fig.1)
• El estudio de Purvin & Gertz también afirma que el crecimiento del suministro de
crudo de 60 millones de barriles por día en 1990 a 75 millones de barriles en 2005 continuará hasta 95 millones de barriles por día en 2020 (fig.2)
META PETROLEUM
• El objetivo de meta es aumentar la producción del campo, sin embargo, la
logística de transporte actual hace que un aumento en la capacidad del campo sea casi imposible.
• Para aumentar la producción meta investigo el transporte del crudo,
descubriendo que el crudo rubiales no cumplía con las especificaciones de la tubería. (fig.4)
• La decisión de construir una instalación de mejora para el crudo le presento a
meta algunos desafíos significativos. Debido a la ubicación remota del campo. Y genero una lista de requisitos del proyecto que debe cumplir cualquier instalación de mejora.
• 1. La instalación tenía que proporcionar un crudo sintético que pudiera cumplir con
las especificaciones de la tubería
• 2. Las utilidades y los requisitos de operación deberían ser limitados • 3. Se debería maximizar la confiabilidad
• 4. El producto líquido calentable debería maximizarse
• 5. Para que los productos de la unidad tuvieran que reducirse al mínimo • 6. Los costos de capital deben reducirse al mínimo
PRIMER METODO
• Mejorar el crudo en el yacimiento y dejar gran parte del material como coque, el crudo se
fracciona y el residuo se coquea.
• Los productos de la operación de coque, y en algunos casos parte del residuo, son
hidrotratados.
• Los materiales hidrotratados se recombinan con los materiales ligeros fraccionados para
formar crudo sintético que luego se transporta al mercado en una tubería.
• Esta opción se hace atractiva por la presencia de abundante gas natural en el área y una
fuente de energía eléctrica local. Las operaciones actuales dejan el coque producido por los diversos operadores como relleno en las minas a cielo abierto que producen las arenas petrolíferas.
UNA SEGUNDA OPCIÓN
• Construir instalaciones de mejora en un área portuaria establecida con abundantes
recursos de gas y electricidad.
• La instalación de mejoramiento fracciona el VGO y los materiales más livianos del
crudo y coque el material residual.
• Los productos líquidos de la operación de coque son luego hidrotratados y
mezclados con los materiales vírgenes.
• Una tubería desde el complejo hasta el campo petrolífero transporta material de
corte al campo petrolífero en cantidad suficiente para producir crudo aceptable para la tubería.
TERCERA SOLUCIÓN
• Esta opción es una gran solución pero tiene varias limitaciones. Por ejemplo, la
cantidad de producción de crudo no tradicional podría verse limitada por la cantidad de crudo tradicional disponible para la dilución.
• Otro problema es la compatibilidad.
• Los dos crudos pueden tener una compatibilidad limitada que limitaría la
cantidad de dilución y podría limitar nuevamente la cantidad de crudo no tradicional producido.
SOLUCIÓN FINAL
• Está relacionada con la solución de área portuaria.
• Esta solución incluye la construcción de una tubería inversa desde una
refinería hasta el yacimiento petrolífero, así como una tubería de crudo.
• El proceso toma una porción del crudo pesado crudo y lo procesa para crear
VENTAJAS DEL PROCESO CCU
• El proceso obtenía ventajas sobre otras tecnologías, no solo en la capacidad cumplir con las
especificaciones del ducto , sino también con todos los demás requisitos del proyecto
• 1. Autosuficiencia en cuanto a servicios públicos
• 2. Procesamiento de crudo minimizado (30% de la capacidad de producción) • 3. Menor costo de capital
• 4. Mayor margen de producto debido a que la gravedad de API está por encima del mínimo de
tubería
• 5. Menor pérdida de volumen que otras tecnologías de actualización • 6.No subproducto residual.
PROBLEMAS DE DISEÑO
• La gravedad 12.8 API y 12.9 Conradson Carbon de la alimentación Rubiales
pone el proyecto en su propia clase cuando se trata de procesamiento de residuos.
• Manejar el alto Conradson Carbon en el regenerador también es un desafío. • La unidad Meta utiliza los puntos fuertes de los diseños de enfriadores de
catalizador de UOP instalados en una configuración bastante única para asegurar incluso el control de la temperatura del regenerador.
PROBLEMAS CON EL CATALIZADOR
• El contenido de metales de todo el crudo es de 194 ppm en agua, lo que significa
que la unidad de CCU tendrá que lidiar con cantidades elevadas de metales.
• Se han desarrollado dos enfoques para el problema de Meta, una solución de
enjuague E-cat y una nueva solución de catalizador fresco. La solución de E-cat supone 8,000 ppm de captación de metales y 10,000 a 12,000 ppm de metales en el inventario de unidades.
• La solución E-cat tiene varias desventajas, como el control sobre el contenido de
TUBERIAS DE CRUDOS
PESADOS
T
U
B
E
R
I
A
S
P
A
R
A
C
R
U
D
O
S
P
E
S
A
D
O
S
Grandes diámetros y
longitud (crudos livianos o
convencionales)
Grandes diámetros y
longitud (crudos pesados)
Menor diámetro y longitud
corta (propósitos especiales
TECNICAS PARA EL
TRANSPORTE DE CRUDO
PESADO
MANEJO DE
CRUDOS PESADOS
EN OLEODUCTOS
Para transportar el crudo es
necesario altos diferentes de
presión para bombear el
crudo, lo que acarrea alta
energía de las bombas y
poca distancia entre ella.
Métodos para transportar el
crudo pesado
Consiste en mezclar un crudo pesado con uno de mayor ºAPI (condensados de gas natural o crudos ligeros); generando una disminución de la viscosidad y la densidad del crudo original
Es una opción que facilita el transporte de crudo pesado a temperatura ambiente. La mezcla presenta un comportamiento de fluido Newtoniano,
debido a la reducción de la
viscosidad del crudo con hidrocarburos menos viscosos, por ejemplo, crudos más livianos, Nafta, Kerosene o condensados.
Para el uso de un diluyente, se puede señalar lo siguiente: una disminución en la
viscosidad de un crudo permite incrementar el grado de efectividad del
proceso de transporte. La reducción de viscosidad también facilita el paso del fluido a través de válvulas, equipos de
medición y otros.
Se debe evaluar la viabilidad económica de este proyecto.
Una desventaja para el uso de la dilución es su costo y mantenimiento. DILUSIÓN
EMULSIFICACIÓN
Una emulsión es una mezcla heterogénea de dos o más
fluidos inmiscibles.
Existen dos fases en una emulsión
fase continua Hace referencia al fluido que se encuentra en mayor
proporción, que puede ser agua o crudo
fase dispersa Se refiere al fluido que se
encuentra distribuido en forma de gotas en la fase
continua.
Existen varios tipos de emulsión dependiendo de la distribución de las fases
Emulsión directa o normal El aceite se encuentra como fase continua y el agua en
forma de gotas dispersas en el crudo
Emulsiones inversas El agua se presenta como
fase continua y el crudo distribuido en ella en forma
Figura 3. Emulsiones que se encuentran en la producción y transporte de petróleo
Fuente: MARTÍNEZ, R.; MOSQUEIRA, M.; ZAPATA, B.; JUÁREZ, E.; HUICOCHEA, C.; CLAVEL, J. and
ARBURTO,J.“Transportation of heavy and extra-heavy crude oil by pipeline: A review”. Journal of
FORMACIÓN DE LAS EMULSIONES El crudo y el agua son
inmiscibles
Bomba de fondo de pozo.
Flujo a través del flujo o la línea. Bomba de superficie Caída de presión a través de las bobinas, válvulas, u otros equipos de superficie EMULSIONES PARA EL TRASPORTE DE CRUDO PESADO Se caracteriza por: Estabilidad para superar las condiciones de transporte (presión, temperatura) Viscosidad en el rango de operatividad de los oleoductos. Mayor cantidad de crudo. Fácil rompimiento de la emulsión después del transporte. Menor cantidad de surfactante y desemulsificante.
Figura 4. Acondicionamiento para el transporte de crudo pesado a través de Emulsiones
Fuente: CUBIDES L., PEÑA
P.; “Sensibilidad de las variables operacionales en el transporte de crudo pesado” [Tesis de Pregrado] Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga 2009.Pág. 51
CALENTAMIENTO
DE CRUDO Y
TUBERIAS
Este es el segundo método más utilizado para el transporte de crudo pesado portuberías.
El método solo funciona cuando el petróleo se vuelve a calentar en las estaciones de bombeo a través de calentadores de fuego directo. La viabilidad de su aplicación está directamente relacionada con los costos operativos y a la disponibilidad de energía térmica El principio es el de conservar la Temperatura elevada (<373.15K) El diseño de un calentamiento de tubería no es fácil, ya que implica muchas consideraciones: la
expansión de la tubería, número de estaciones de bombeo, calentamiento y pérdidas de calor, etc.
BASADO En una película delgada de aguao solución acuosa que está situada adyacente a la pared interior de la tubería.
FLUJO ANULAR – CORAZON
Otra tecnología de transporte de crudo pesado (CAF) para reducir la caída de presión en la tubería
a causa de la fricción.
FASES
Este flujo es uno de los regímenes presentados por un flujo de dos fases, pero un completo y estable CAF es muy raro, es probable que esté presente en el líquido del núcleo un flujo ondulado.
Figura 5.Esquema de Diseño de un flujo anular-corazón
Fuente:A. Bensakhria, Y. Peyssonand G. Antonini. “Experimental Study of the Pipeline
TECNOLOGÍAS DE TRANSPORTE PARA CRUDO
PESADO Y BETÚN
LOS MÉTODOS USADOS PARA TRANSPORTAR
PETRÓLEO PESADO A TRAVÉS DE TUBERÍAS
• (a) reducción de la viscosidad • (b) reducción de fricción
DILUCION
• La dilución de crudo pesado para reducir la viscosidad es uno de los medios para
mejorar el transporte por tuberías. Los diluyentes ampliamente utilizados incluyen el condensado de la producción de gas natural, nafta, queroseno, aceites crudos más livianos, etc.
• La mezcla resultante de crudo pesado y diluyentes tiene una viscosidad menor y, por
lo tanto, es más fácil bombear a un costo reducido. El uso de diluyentes para mejorar la transportabilidad del crudo pesado y el betún en las tuberías sería rentable, si los diluyentes son relativamente baratos y fácilmente disponibles.
• El condensado recuperado del gas natural se ha utilizado para diluir crudo
pesado y betún en los campos petrolíferos de Canadá y Venezuela a fin de mejorar su transporte mediante tuberías. Las limitaciones para el uso de condensados incluyen: su disponibilidad depende de la demanda de gas natural, debido a la producción creciente de crudo pesado, la producción de condensado no es suficiente para sostener la demanda de diluyente
• Otro diluyente común utilizado es la nafta, una fracción de petróleo. La nafta tiene
CALEFACCIÓN
• Otro método comúnmente utilizado para reducir la alta viscosidad del crudo
pesado y el betún y mejorar la fluidez es el efecto de la temperatura. El calentamiento (es decir, el aumento de la temperatura) de la tubería provoca una reducción rápida de la viscosidad para disminuir la resistencia del aceite al flujo.
EMULSIFICACIÓN DEL CRUDO PESADO EN AGUA
• Esta tecnología es uno de los medios más novedosos para transportar crudo pesado
por tubería en emulsión de aceite en agua (O / W), agua en aceite (W / O) o en una emulsión doble como aceite en agua. en aceite (O / W / O) y agua en aceite en agua (W / O / W), con tamaños de gota en el rango de micras.
• En esta tecnología, el crudo pesado se emulsiona en agua y se estabiliza con la
• Sin embargo, el crudo pesado es una mezcla compleja de cientos de miles de
compuestos, la presencia de estos aumenta la complejidad de la emulsión de crudo, ya que las moléculas pueden interactuar y reorganizarse en la interfaz aceite-agua, transportar crudo pesado utilizando tecnología de emulsión implica tres etapas tales como la producción de la emulsión O / W, el transporte de la emulsión formada y la separación de la fase oleosa de la fase acuosa.
• En general, el comportamiento de la emulsión pesada de crudo en agua es
complejo debido a la interacción de varios componentes dentro del sistema y muchos otros factores mencionados anteriormente
REDUCCIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
• Los crudos pesados se han descrito como una suspensión coloidal que consiste en
asfaltenos de soluto y una fase líquida maltenos.
• La precipitación y agregación de las macromoléculas de asfaltenos en el aceite
contribuyen en gran medida a su alta viscosidad y densidad, lo que resulta en una alta resistencia al flujo en las tuberías. Por lo tanto, suprimir este efecto mediante el uso de depresores del punto de fluidez ayudará a mejorar las propiedades del flujo de aceite.
REDUCCIÓN DE FRICCIÓN
• La alta viscosidad del petróleo crudo plantea grandes desafíos para la producción
de petróleo, refinación y transporte a través de pozos y tuberías. El arrastre viscoso, la fricción de la pared y la caída de presión en la tubería son mucho más altos en el aceite pesado en comparación con los aceites ligeros convencionales.
• Esto hace que sea difícil bombear el aceite a través de una larga distancia. Por lo
tanto, la reducción de fricción es una técnica de lubricación basada en el flujo anular central para reducir la presión en el transporte de petróleo pesado a través de tuberías.
ADITIVOS REDUCTORES DE ARRASTRE
• La reducción del arrastre del polímero fue descubierta hace décadas por Toms
(1948), quien observó una reducción del 30-40% de la fricción con la adición de polímero
• Los aditivos reductores de la fricción ayudan a reducir la fricción cerca de las
paredes de la tubería y dentro del núcleo del fluido turbulento del fluido en movimiento.
• Los aditivos reductores de arrastre se clasifican en tres categorías: polímeros, fibras
FLUJO ANULAR CENTRAL
• La idea principal de esta técnica es rodear el núcleo del crudo pesado a
medida que fluye a través de la tubería con una capa de película de agua o solvente cerca de la pared de la tubería, que actúa como lubricante, manteniendo la presión de la bomba similar a la necesaria para bombear el agua o solvente.
• El agua o el solvente fluyen como el anillo mientras que el crudo pesado es el
ACTUALIZACIÓN IN SITU
• La actualización in situ se puede lograr durante los métodos de recuperación
térmica, y, posteriormente, la novela THAI y su proceso de mejora catalítica de complemento in situ (CAPRI), denominados colectivamente THAI-CAPRITM, El proceso THAI-CAPRI integra un proceso de actualización catalítica en la recuperación
• Estos procesos se basan en la reducción de la viscosidad del crudo pesado mediante
calor para mejorar su flujo desde el depósito de petróleo al pozo de producción. La mejora se debe a que las moléculas pesadas se dividen en moléculas más pequeñas térmicamente. Estas reacciones de craqueo térmico in situ reducen la viscosidad del aceite pesado, mejorando así el flujo y la producción.
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
•
• El El priprincncipipal al prproboblelemama queque se se prepresensentata enen el el trtrananspsportortee de de crucrudodo pepesasadodo poporr
tu
tubeberíríasas eses dedebibidodo a sua sualaltata viviscscososididadad y py poror eendndee a sua su alaltatareresisiststenencciaia al fal fllujujoo..
Dis
Disminminuiruir el el facfactor tor de fde fricriccióciónn impimpliclicaa disdisminminuiruir la la visviscoscosidaidadd del del crudocrudo, l, lo quo quee
pe
permirmitete mimininimimizazarr el el prproboblelemama de de mamanenerara tatall ququee se se pupuededaa obobtetenenerr la la tatasasa de de flflujujoo
óptima
óptimapara epara el oleol oleoductoducto. [6]. [6]
•
• La La evevalaluauaciciónón de de lalass alalteternarnatitivavass de de trtrananspsportortee de de crucrudodo pepesasadodo poporr tutubeberíríasas
(di
(dilucluciónión, emul, emulsiosionesnes, cal, calententamiamientento, fo, flujlujoo anuanularlar -- corcorazóazónn y Up gy Up gradradinging) med) medianiantete lala
met
metodoodologlogíaía de mde matratriziz de sde seleeleccicciónón aplaplicaicadada al cal campampo rubio rubialeales, ps, permiermitiótiódetdetermierminarnar
qu
quee lalass tetecncnolologogíaíass mámáss adadececuauadadass papara ira impmplelemementntarar enen didichocho cacampmpo soo son lan lass
tec
•
• Las Las corcorrelrelacacionioneses de gde graradidiententeses de pde presresiónión estestánán corcorrelrelacacionionadadasas con con laslas
corre
correlacilacionesones de pde propropiedaiedadesdes físicfísicas, as, con con la vila viscosiscosidad, dad, númenúmeroro de Rde Raynaynoldsolds,,
etc. [1] etc. [1] • • UnUnaa bubuenenaa mamanenerara de mede mejojorararr la ela exaxactctititudud de lade lass cocorrrrelelacacioioneness pupuededee seserr un unieiendndoo cocorrrrelelacacioioneness yyaa sesea pora por ejejememplploo papara cára cálclcululoo de hode holdld-u-upp, cá, cálclcululoo dede
factor de fricción, etc. [1]
factor de fricción, etc. [1]
•
• CuCuanandodo se cose consnsididereraa la vila viscscososididadad y al fluy al fluididoo cocomomo ununaa ememululsisiónón, se ob, se obtitienenee
meno
menoresres porcporcentaentajesjes de de errerroror. . [1][1]
•
• EnEn gegenerneral pal parara unaa una mamayyor eor exaxactictitudtud se dese debebe anaanalizlizarar la tela tempemperaratuturara,,
pres
•
• PPara ara la la creccrecientientee exexplotaplotaciónciónde de petrópetróleoleo pesapesadodo y y betúbetún, n, eses necenecesarisarioodesadesarrorrollarllar
tec
tecnolnologíogíaa papara ara ayuyudadarr enen susu trtrananspsportortee a traa travévéss de tubde tuberíeríasas. Las té. Las técnicnicacass ememplpleadeadasastotomamann
en
enconsconsideideracracióniónlaslaspropropiepiedaddadeses del del petrpetróleóleo, o, la lla logíogísticsticaa regiregional onal entrentre el e el pozopozoy el y el sitisitioo dede
refinaci
refinación, la preoón, la preocupacicupaciónón operatoperativa, iva, la distancla distanciaia del transpdel transporte, orte, el costo, lel costo, lasas preocuppreocupacioneacioness
ambien
ambientalestales y la y la legisllegislación. ación. Sin eSin embargombargo, la , la estrateestrategiagiaactual actual enen la ila industriandustriadel pdel petróleoetróleo
con
consissisteteenen intintegregrarar la la mejmejororaa in in sitsitu u a loa los ms métoétodosdosde de rerecupcupereraciaciónóntértérmicmicaa mejmejororadaada dede
petr
petróleoóleodebdebidoidoal al costcosto, o, el el medmedioio ambambienientetey y la la efieficacicaciaa enerenergétigéticaca quequeofreofrece. ce. [2][2]
•
• Un Un comcompoponennentete clclavave e dedel l prprococesoesoeses ququee eses auautotosufsuficicieientntee, , yyaa ququee sasatitisfasfacecetodtodosos sususs prpropopioioss
requ
requisiisitostosde code consumnsumoo de ede energnergíaíay vay vaporpor, co, con un pon un potenctencialial sigsignifnificaicativtivoo parpara sera serunun
gen
generaeradordornetonetode amde ambosbos. Ade. Ademásmás, no qu, no quedaedann resiresiduosduosresiresiduadualesleso como combusbustibltible ene enel cael campompo
petr
petrolerolero.Eo.Ell proprocesocesoUOP UOP CatalCatalytic ytic Crude Crude UpgrUpgrading ading ofreofrecece unauna solusoluciónciónúnicúnicaa para para lala
pro
produccduccióniónde de crudcrudoo trentrenzadzadoo no no tratradicdicionaional. l. El El proprocesocesose se basbasaa enenlos los priprincincipiospios
tra
tradicdicionionalealess de la FCde la FCC perC perooexextietiendendelos llos límiímites. tes. PPoror disdiseñoeño, la un, la unidaidadd CCU prCCU procesocesaa solsolo lao la
cant
cantidaidadd sufisuficieciententede de crudcrudoo parpara a creacrearr sufisuficiecientente matmaterierial al de de cortecorteparpara a proproducducirir un un crudocrudo
si
• El proceso tiene un alto rendimiento de coque, lo que da como resultado la
oportunidad de producir grandes cantidades de vapor y energía eléctrica.El proceso se puede adaptar para satisfacer las necesidades de una serie de proyectos petroleros varados donde el suministro de gas natural y
electricidad no están disponibles. [3]
• Existen aditivos que permiten mantener un control del peso del crudo pesado
y otros que permiten manipulas la viscosidad del mismo, mediante el empleo de aditivos se logró reducir la viscosidad del crudo pues estos aditivo
emulsionan con el crudo provocando que pueda fluir de manera más rápida y de esta manera haciendo que el transporte del crudo pesado sea algo
