Ing. Nelson Cabrera Maráz, Msc Ing. Nelson Cabrera Maráz, Msc [email protected] [email protected] UDABOL-SCZ UDABOL-SCZ Marzo-Abril 2014 Marzo-Abril 2014
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Recolección
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Diplomado en Producción de Hidrocarburos
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TODA SUSTANCIA QUE SE HALLE EN FASE TODA SUSTANCIA QUE SE HALLE EN FASE
GASEOSA EN LA NATURALEZA Y QUE INTERVENGA GASEOSA EN LA NATURALEZA Y QUE INTERVENGA EN LOS EQUILIBRIOS QUIMICOS QUE TIENE
EN LOS EQUILIBRIOS QUIMICOS QUE TIENE LUGAR BAJO LA CORTEZA TERRESTRE O EN SU LUGAR BAJO LA CORTEZA TERRESTRE O EN SU SUPERFICIE SE CONSIDERA “GAS NATURAL”. SUPERFICIE SE CONSIDERA “GAS NATURAL”. Luego de haber cuantificado la
Luego de haber cuantificado la
disponibilidad del gas natural del campo disponibilidad del gas natural del campo y realizada la caracterización de sus
y realizada la caracterización de sus reservorios a través de las propiedades reservorios a través de las propiedades físico-químicas, se debe analizar el
físico-químicas, se debe analizar el
diseño que permita la correcta captación diseño que permita la correcta captación y separación del gas natural que será
y separación del gas natural que será enviado a plantas compresoras o de
enviado a plantas compresoras o de tratamiento del gas.
tratamiento del gas.
Introducción
@ @ 2 2 0 0 1 1 4 4
TODA SUSTANCIA QUE SE HALLE EN FASE TODA SUSTANCIA QUE SE HALLE EN FASE
GASEOSA EN LA NATURALEZA Y QUE INTERVENGA GASEOSA EN LA NATURALEZA Y QUE INTERVENGA EN LOS EQUILIBRIOS QUIMICOS QUE TIENE
EN LOS EQUILIBRIOS QUIMICOS QUE TIENE LUGAR BAJO LA CORTEZA TERRESTRE O EN SU LUGAR BAJO LA CORTEZA TERRESTRE O EN SU SUPERFICIE SE CONSIDERA “GAS NATURAL”. SUPERFICIE SE CONSIDERA “GAS NATURAL”. Luego de haber cuantificado la
Luego de haber cuantificado la
disponibilidad del gas natural del campo disponibilidad del gas natural del campo y realizada la caracterización de sus
y realizada la caracterización de sus reservorios a través de las propiedades reservorios a través de las propiedades físico-químicas, se debe analizar el
físico-químicas, se debe analizar el
diseño que permita la correcta captación diseño que permita la correcta captación y separación del gas natural que será
y separación del gas natural que será enviado a plantas compresoras o de
enviado a plantas compresoras o de tratamiento del gas.
tratamiento del gas.
Introducción
2 2 0 0 1 1 4 4 Proceso de producci Proceso de producci Proceso de producci
@ 2 0 1 4 Procesamiento de l
Procesamiento de lííquidos y gas naturalquidos y gas natural
Flujo de Flujo de crudo del crudo del pozo al GOSP pozo al GOSP
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Procesamiento de l
Procesamiento de lííquidos y gas naturalquidos y gas natural
Separaci
@ 2 0 1 4 Tanques almacenamiento de crudo Línea a patio de Tanques Separadore s generales Separadores de prueba Líneas de alimentación de fluidos bifásicos Múltiples de producción Salidas gas Salidas gas a planta Salidas gas a planta Depurador
Estaciones de Flujo
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Un sistema de gas esta conformado por un conjunto de instalaciones y equipos
necesarios para el manejo de gas desde su extracción hasta los sitios de
utilización. El gas es transportado a través de tuberías denominados
gasoductos, también conocidos como líneas de distribución y recolección de gas,
cuyos diámetros dependen del volumen de gas a transferir y la presión requerida de transmisión, su longitud puede variar de cientos a miles de kms, dependiendo de la fuente de origen, y el objetivo a
donde debe ser transportado.
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Para el diseño de las líneas de
transporte de gas en un campo petrolero hay que tener en cuenta la distribución de los pozos y la información de
producción, parámetros tales como la presión en los pozos y separadores,
caudal de gas y temperatura en cabeza, que son importantes a la hora de definir el diseño de las tuberías y accesorios del sistema de recolección.
Del buen diseño del sistema dependerá tener un eficiente comportamiento de
flujo, una mayor producción y rendimiento económico.
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Las condiciones de operación
cambian a través del tiempo de
forma inevitable por diferentes
razones, ya sea por el deterioro
de los elementos del sistema de
recolección, restricciones de
flujo, disminución de la
producción, o aumento del caudal
por estimulación de pozos ya sea
existentes y la perforación de
nuevos.
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Las instalaciones de gas, se conocen
también como “instalaciones de
Aprovechamiento” las cuales constan
de recipientes (portátiles y
estacionarios), redes de tuberías,
conexiones y artefactos de control y
seguridad necesarios y adecuados
según “Normas de calidad” que
correspondan para conducir el gas
desde los recipientes que lo
contienen hasta los aparatos de
consumo.
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•Las redes de distribución en
las ciudades
•Las instalaciones colectivas
•Las instalaciones
individuales
•Los gasoductos.
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Un sistema de recolección de gas
se define como el conjunto de
tuberías, equipos e instalaciones
necesarios para transportar el gas
producido desde la cabeza del pozo
hasta el sistema final de entrega
por parte del campo. La estructura
del sistema de recolección,
depende de la distribución de
pozos sobre el campo y de la
disposición final que se le desee
dar al gas producido.
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Las líneas de flujo son la red de
tuberías que salen desde la cabeza del pozo y conducen el gas libre producido hasta un sistema de separación de gas-liquido como un depurador que es
instalado dependiendo de la cantidad de liquido que es arrastrado por el gas. En este sistema también se incluye el gas disuelto que sale de los separadores. Su tamaño depende de la tasa de producción diaria de cada pozo, 2, 3 y 4 pulgadas de diámetro nominal. El gas también puede
ser llevado directamente a una línea troncal.
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Las líneas troncales o también
conocidas como gasoductos principales
son los encargados de colectar el gas
que viene directamente de las líneas
de flujo o de los depuradores y lo
transportan hasta la zona donde se le
da el tratamiento final para cumplir
con las especificaciones de entrega.
El tamaño depende de la cantidad de
gas total que va a transportar, 4, 6,
8 y 10 pulgadas de diámetro nominal.
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Los sistemas mas conocidos para
arreglos de redes de recolección son
el RADIAL y el AXIAL, dependen de la
forma en que se instalaran las líneas
procedentes de los pozos, con el
propósito de centralizar la
producción de fluidos en un solo
punto denominado Batería, esto se
hace para recolectar, separar,
tratar, fiscalizar y bombear los
fluidos comerciales producidos en el
campo.
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La selección del tipo de arreglo depende del numero y ubicación de las baterías a implementar en el campo, y de los
parámetros:
. Potencial y extensión del yacimiento . Características litológicas de la
formación,
. Condiciones del terreno,
características topográficas y estudios de suelos,
. Presión de formación,
. Características de los fluidos,
. Análisis económico para verificar la rentabilidad del proyecto.
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La batería o facilidad de producción se debe ubicar en un punto centralizado respecto a los pozos
productores, con el fin de obtener la mínima caída de presión entre el pozo y la unidad de producción o batería, además de los otros factores, como:
• Cercanía de los pozos actuales o de aquellos que se tiene planeado perforar
• Se debe tener facilidad de acceso a las instalaciones
• Disponibilidad de agua para lavado, sistema contra-incendio, agua para enfriamiento y agua potable
• Disponibilidad y facilidad para la eliminación de desechos que pueden causar contaminación
• Disponibilidad de fuentes de energía tales como combustibles y energía eléctrica para el
funcionamiento de la batería
• Lejanía a centros residenciales, rurales y urbanos.
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En el arreglo radial de un sistema de
recolección las líneas de flujo convergen a un punto central a través de una línea
independiente que parte desde el cabezal de cada pozo hasta el múltiple de entrada en la batería.
Para el caso de sistemas de recolección de gas, las líneas de flujo que parten del
anular de cada pozo tiene como punto de convergencia la línea troncal del campo o un depurador, al cual llega el gas disuelto de los separadores y las líneas de flujo
independientes de los pozos.
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Sistema de recolección radial, para línea troncal como punto de convergencia.
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Sistema de recolección radial, para un depurador como punto de convergencia.
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En el arreglo axial de un sistema de recolección se ubican varias subestaciones de recolección en donde los fluidos son conducidos a la estación central por líneas troncales. Utilizados en campos de gran
extensión, o donde no es practico construir una planta de tratamiento en un punto central.
Para sistemas de recolección de gas, las líneas de flujo provenientes del anular de cada pozo ya no
tienen como punto de convergencia una línea troncal, sino a un colector al cual llegan las líneas de flujo de cada pozo que están localizados en un mismo
cluster. Se puede tener mas de un depurador al cual llegue el gas de los separadores y de las líneas de flujo independientes de cada pozo, para que
posteriormente converjan en la línea troncal.
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Sistema de recolección axial, para línea troncal como punto de convergencia de un conjunto de colectores.
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Sistema de recolección axial, para línea troncal como punto de convergencia de un conjunto de depuradores.
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Oil field developed with local gathering station
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Campo desarrollado con solo una simple facilidad de proceso
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Dise
Diseñ
ño de un sistema
o de un sistema
de recolecci
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Para el diseño, se debe tener en cuenta la distribución de pozos sobre el campo, es decir, del punto de partida de los pozos y hacia donde se desea transportar el gas. Es necesario la información necesaria de
producción en cabeza para cada pozo, presión anular, caudal del gas, temperaturas,
relación gas-liquido y los cortes de agua. Se debe definir el diámetro requerido para condiciones de operación optimas,
relacionadas con balance económico favorable para costos de instalación y un mejor
aprovechamiento de la energía disponible del sistema.
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Después de encontrar el diámetro, se define la red con todos los accesorios, colectores y líneas que sean necesarias. Se verifica que las caídas de presión sean las mínimos para los arreglos que se establezcan, por lo tanto tomar en cuenta:
•La longitud de las líneas para una red de gas
•Las caídas de presión, que son inversamente proporcionales al tamaño del diámetro de la línea
•El sistema debe tener una presión tan alta como sea posible para que el gas conserve su energía y facilite el transporte.
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Uno de los aspectos mas importantes relacionados con la instalación de una red de recolección de gas es el diseño de la tubería, diámetros, espesores y
materiales.
Presiones de proceso: •
a la cual va a ser sometida la tubería. •
operación anticipada que ha sido utilizada para determinar los requerimientos de diámetro y
limitaciones •
las tuberías se debe tener en cuenta las presiones esperadas.
Diseño de un sistema de recolección de gas
onsideraciones Generales
Máxima presión de trabajo permisible: es la presión
Presión normal de operación: es la presión de
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