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    UNIVERSIDAD DE ORIENTE

    NCLEO DE ANZOTEGUI

    ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADAS

    DEPARTAMENTO DE PETRLEO

    DISEO DE LA INFRAESTRUCTURA DE SUPERFICIE PARA LA

    PRODUCCIN DE LOS CAMPOS BARE (ESTE) Y CARIA

    PERTENECIENTES AL BLOQUE AYACUCHO DE LA FAJA

    PETROLFERA DEL ORINOCO

    REALIZADO POR:

    NORELIS DEL VALLE GONZLEZ MALAV

    Trabajo especial de grado presentado ante la universidad de oriente como

    requisito parcial para optar al ttulo de Ingeniero de Petrleo

    Puerto La Cruz, Marzo 2011

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    UNIVERSIDAD DE ORIENTE

    NCLEO DE ANZOTEGUI

    ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADAS

    DEPARTAMENTO DE PETRLEO

    DISEO DE LA INFRAESTRUCTURA DE SUPERFICIE PARA LA

    PRODUCCIN DE LOS CAMPOS BARE (ESTE) Y CARIA

    PERTENECIENTES AL BLOQUE AYACUCHO DE LA FAJA

    PETROLFERA DEL ORINOCO

    REALIZADO POR:

    NORELIS DEL VALLE GONZLEZ MALAV

    ASESOR

    Ing. MSC Rayda Patio

    Puerto La Cruz, Marzo 2011

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    UNIVERSIDAD DE ORIENTE

    NCLEO DE ANZOTEGUI

    ESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADAS

    DEPARTAMENTO DE PETRLEO

    DISEO DE LA INFRAESTRUCTURA DE SUPERFICIE PARA LA

    PRODUCCIN DE LOS CAMPOS BARE (ESTE) Y CARIA

    PERTENECIENTES AL BLOQUE AYACUCHO DE LA FAJA

    PETROLFERA DEL ORINOCO

    El jurado hace constar que asign a este trabajo de grado la calificacin

    de:

    Ing. MSC Rayda Patio

    ASESOR ACADMICO

    Ing. Daniel Surez Ing. Jos Rondn

    JURADO PRINCIPAL JURADO PRINCIPAL

    APROBADO

    Puerto La Cruz, Marzo 2011

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    RESOLUCIN

    DE ACUERDO CON EL ARTCULO 41 DEL REGLAMENTO DE

    TRABAJO DE GRADO:

    LOS TRABAJOS DE GRADO SON EXCLUSIVA PROPIEDAD DE LA

    UNIVERSIDAD DE ORIENTE Y SOLO PODRN SER UTILIZADOS A OTROS

    FINES CON EL CONSENTIMIENTO DEL CONSEJO DE NCLEO

    RESPECTIVO, QUIEN LO PARTICIPARA AL CONSEJO UNIVERSITARIO

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    DEDICATORIA

    A Dios Todopoderoso por darme la vida y cuidar cada uno de mis pasos.

    A mi Padre Baltarzar, por su amor y apoyo incondicional.

    A mi Madre Catalina, por creer siempre en m y darme fuerzas para seguir sin

    desvanecer.

    A mis hermanos, por apoyarme, por ser su ejemplo, esperanza y orgullo.

    A mis primos, Richard, Nayir y Carolina.

    A mi prima Francis, por haberme brindado todo su apoyo.

    A mi prncipe Arnold Prado, por ser la principal fuente de inspiracin paraalcanzar mis metas.

    A mi esposo por sus sinceros consejos, deseos de xito y valiosa dedicacin

    para la culminacin de esta meta trazada. Gracias Gabriel.

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    AGRADECIMIENTOS

    A Dios y la Virgen por darme salud, fuerza y fe durante mi vida universitaria y

    feliz culminacin de este trabajo.

    A la Universidad de Oriente, por abrirme sus puertas y brindarme la

    oportunidad de crecer y madurar en una de las etapas ms importantes de mi vida.

    A todos los profesores y en especial a los que conforman el Departamento de

    Petrleo por compartir sus conocimientos con mi persona.

    A mi Asesora Ing. Rayda Patio Camino por su valiosa asesora y sabios

    consejos. GRACIAS.

    Al grupo que conforma la Gerencia de Operaciones, PDVSA Distrito San

    Tom por la colaboracin brindada.

    Al personal que labora en la Superintendencia de Costo, PDVSA Distrito San

    Tom por su ayuda.

    A la Sra. Irma de Acosta, por sus consejos y por haberme permitido vivir en su

    casa durante toda mi carrera.A la Sra. Haide por su ayuda incondicional.

    A mis primos Richard, Nayir y Carolina por su apoyo.

    A mis amigos por haberme soportado. En especial a: Norma, Rosario, Dorliana,

    Rafael, Buriel, Angel, Rosalejandra y Adriana.

    GRACIAS A

    TODOS.

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    NDICE

    RESOLUCIN .............................................................................................................. iDEDICATORIA ........................................................................................................... iiAGRADECIMIENTOS ............................................................................................... iiiNDICE ........................................................................................................................ ivLISTA DE FIGURAS..................................................................................................ixLISTA DE TABLAS ................................................................................................... xiRESUMEN..................................................................................................................xii CAPITULO I.................................................................................................................1INTRODUCCIN ........................................................................................................ 11.1. Planteamiento del problema..........................................................................11.2. Objetivos ....................................................................................................... 21.2.1. Objetivo general............................................................................................21.2.2. Objetivo especficos......................................................................................2CAPITULO II ............................................................................................................... 4MARCO TERICO......................................................................................................42.1. Antecedentes ......................................................................................................... 42.2. Descripcin general del rea de estudio y del proceso .......................................... 52.2.1. Ubicacin geogrfica del Distrito Mcura..........................................................52.2.2. Caractersticas generales de los campos que constituyen el Distrito Mcura.... 62.2.2.1. Campo Arecuna.............................................................................................. 62.2.2.2. Campo Bare.................................................................................................... 62.2.2.3. Campo Caria ............................................................................................... 62.2.3. Reservas oficiales................................................................................................72.3. Resumen de Conocimientos Previos......................................................................82.3.1. Sistemas de produccin.......................................................................................82.3.1.1. Cabezal de pozo .............................................................................................. 9

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    2.3.1.2. Lnea de flujo .................................................................................................. 92.3.1.3. Mltiples de recoleccin .................................................................................. 92.3.1.4. Vlvula multipuerto ....................................................................................... 102.3.1.5. Medidores de flujo multifsico (Etapa de medicin).....................................122.3.1.6. Las bombas .................................................................................................... 132.3.2. Mtodos de produccin.....................................................................................142.3.2.1. Flujo natural ................................................................................................... 142.3.2.2. Mtodos de levantamiento artificial...............................................................152.3.3. Dilucin de crudo..............................................................................................192.3.3.1. Principales razones para el uso de diluente en la produccin........................192.3.3.2. Desventajas de usar diluente..........................................................................202.3.4. Hidrulica..........................................................................................................202.3.4.1. Fluido ............................................................................................................ 202.3.4.2. Flujo de fluidos en tuberas............................................................................212.3.4.3. Nmero de Reynolds......................................................................................212.3.4.4. Flujo laminar..................................................................................................212.3.4.5. Flujo en transicin..........................................................................................222.3.4.6. Flujo turbulento..............................................................................................222.3.5. Flujo multifsico ............................................................................................... 222.3.5.1. Caudal volumtrico........................................................................................242.3.5.2. Velocidad superficial ..................................................................................... 242.3.5.3. Fraccin de lquido.........................................................................................252.3.5.4. Velocidad real ................................................................................................ 252.3.5.5. Viscosidad absoluta o dinmica .................................................................... 262.3.5.6. Viscosidad cinemtica....................................................................................262.3.6. Modelos generales para evaluar el flujo multifsico.........................................262.3.6.1. Modelo de flujo separado (1949)...................................................................262.3.6.2. Modelo de flujo dimensional (1961)..............................................................262.3.6.3. Modelo de flujo relativo (1973).....................................................................27

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    2.3.6.4. Modelo de flujo mecanstico (1976) .............................................................. 272.3.7. Patrones de flujo................................................................................................282.3.7.1. Patrones de flujo para tuberas horizontales o ligeramente inclinadas .......... 292.3.7.2. Patrones de flujo para flujo vertical y fuertemente inclinado ........................ 322.3.8. Mapas de patrones de flujo ............................................................................... 352.3.8.1. Mapa de flujo de Mandhane...........................................................................362.3.9. Flujo multifsico en tuberas horizontales ........................................................ 362.3.9.1. Factores que afectan las curvas de gradiente horizontal................................372.3.10. Estaciones de flujo ......................................................................................... 382.3.10.1. Funciones de las estaciones de flujo ............................................................ 392.3.11. Estaciones de flujo convencional....................................................................392.3.11.1. Componentes principales de una estacin de separacin de flujo ............... 402.3.12. Estaciones de flujo con tecnologa multifsica...............................................482.3.13. Bombeo multifsico ....................................................................................... 492.3.13.1. Parmetros a considerar en la seleccin de una bomba multifsica.............512.3.13.2. Beneficios de las bombas multifsicas........................................................ 522.3.13.3. Bombas adaptadas para manejo de flujo multifsico...................................522.3.13.4. Bombeo multifsico en Venezuela..........................................................562.3.14. Simulacin .................................................................................................. 582.3.15.1. Tipos de simulacin ..................................................................................... 582.3.15.2. Programas de simulacin ............................................................................. 592.3.15.3. Simulador Pipephase....................................................................................592.3.15. Evaluacin econmica de proyectos...........................................................622.3.16.1. Inversin......................................................................................................622.3.16.2. Depreciacin ................................................................................................ 632.3.16.3. Regala ......................................................................................................... 632.3.16.4. Inflacin ....................................................................................................... 642.3.16.5. Costos...........................................................................................................642.3.16.6. Ingresos gravables........................................................................................66

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    2.3.16.7. Precio de venta ............................................................................................ 662.3.16.8. Impuesto sobre la renta ................................................................................ 662.3.16.9. Tasa de descuento ........................................................................................ 672.3.16.10. Flujo de caja...............................................................................................672.3.16.11. Indicadores econmicos para el estudio comparativo............................... 67CAPITULO III............................................................................................................70DESARROLLO DE LA INVESTIGACIN..............................................................703.1. Identificacin de las opciones o esquemas para el manejo de los volmenes de

    produccin de los campos Bare (Este) y Caria ......................................................... 703.1.1. Estacin de flujo convencional ......................................................................... 713.1.1.1. rea de separadores ....................................................................................... 723.1.1.2. rea de tanques..............................................................................................723.1.1.3. rea de bombas..............................................................................................723.1.1.4. Redes de produccin de crudo ................................................................... 723.1.1.5. Redes de produccin de gas ....................................................................... 733.1.2. Estacin multifsica ......................................................................................... 743.1.2.1. Redes de produccin ..................................................................................... 743.1.3. Estaciones Centro Operativo Extra Pesado...........................................793.1.4. Bases de diseo.................................................................................................793.1.4.1. Estndares PDVSA ........................................................................................ 793.1.4.2. Estndares del Instituto Americano de Petrleo ............................................ 803.1.4.3. Estndares de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecnicos...................803.1.5. Premisas de diseo ........................................................................................... 803.1.6. Potenciales de produccin asociado a los campos Bare (Este) y Caria. ........ 813.2. Especificacin de las lneas de flujo y vlvulas multipuertos asociadas a la red de

    recoleccin .................................................................................................................. 833.3. Validacin de las condiciones de operacin de la red de recoleccin de crudo de

    los campos Bare (Este) y Caria mediante el uso del simulador PIPEPHASE .......... 843.4. Anlisis econmico de las opciones establecidas ................................................ 89

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    3.5. Seleccin de la opcin ms viable desde el punto de vista de costo y

    optimizacin del sistema.............................................................................................903.5.1. Matriz de evaluacin.........................................................................................903.5.1.1. Criterios de seleccin tcnica.........................................................................903.5.1.2. Metodologa de seleccin tcnica .................................................................. 943.6. Herramientas utilizadas........................................................................................973.6.1. AutoCAD ....................................................................................................... 973.6.2. PIPEPHASE.....................................................................................................983.6.3. Sistema de evaluacin econmica (SEE)......................................................... 98CAPITULO IV..........................................................................................................100DISCUSIN DE RESULTADO .............................................................................. 1004.1. Identificacin de las opciones o esquemas para el manejo de los volmenes de

    produccin de los campo Bare (Este) y Caria........................................................1004.1.1. Estacin de flujo convencional ....................................................................... 1004.1.2. Estacin multifsica ........................................................................................ 1004.2. Especificacin de las lneas de flujo y vlvulas multipuerto asociadas a la red de

    recoleccin de crudo ................................................................................................. 1014.3. Validacin de las condiciones de operacin de la red de recoleccin de crudo

    de los campos Bare (Este) y Caria mediante el uso del simulador PIPEPHASE.1034.4. Realizacin de anlisis econmico de las opciones establecidas, basado en costos

    de inversin clase V .................................................................................................. 1054.5. Seleccin de la opcin ms viable desde el punto de vista de costo y

    optimizacin del sistema...........................................................................................108CONCLUSIONES .................................................................................................... 110RECOMENDACIONES...........................................................................................111 BIBLIOGRAFA ...................................................................................................... 112Apndice A: Tablas...................................................................................................115Apndice B: Resultados del SEE..............................................................................127Apndice C: Reporte del Simulador PIPEPHASE....................................................134

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    LISTA DE FIGURAS

    Figura 2.1. Ubicacin Geogrfica del Distrito Mcura .............................................. 7Figura 2.2. Mltiples de Produccin.........................................................................10Figura 2.3. Vlvula Selectora Multipuerto ............................................................... 11Figura 2.4. Medidor de Flujo Multifsico AGAR .................................................... 12Figura 2.5. Medidores de Flujo Multifsico ROXAR .............................................. 13Figura 2.6. Bombeo Mecnico..................................................................................16Figura 2.7. Patrones de Flujo en Tuberas Horizontales o Ligeramente Inclinadas29Figura 2.8. Representacin grfica del rgimen de flujo estratificado suave ........... 30Figura 2.9. Representacin grfica del rgimen de flujo estratificado ondulante.....30Figura 2.10. Representacin grfica del rgimen de flujo tipo tapn.......................31Figura 2.11. Representacin grfica del rgimen de flujo tipo.................................32Figura 2.12. Representacin grfica del rgimen de flujo tipo disperso...................32Figura 2.13. Sistema de Flujo Convencional............................................................40Figura 2.14. Separadores...........................................................................................43 Figura 2.15. Depuradores..........................................................................................45 Figura 2.16. Tanque de Lavado ................................................................................ 46Figura 2.17. Bomba de transferencia de crudo ......................................................... 47Figura 2.18. Sistema de Flujo Mulltifsico...............................................................48Figura 3.1. Estacin de Flujo Convencional.............................................................71Figura 3.2. Estacin Multifsica ............................................................................... 78Figura 3.3. Potencial de Crudo ................................................................................. 81Figura 3.4. Volumen de Agua...................................................................................82Figura 3.5. Volumen de Diluente..............................................................................82Figura 3.6. Poligonal del rea de Desarrollo .......................................................... 84Figura 3.7. Ventana principal del simulador Pipephase............................................85Figura 3.8. Ventana de seleccin del tipo de fluido a utilizar...................................85

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    Figura 3.9. Datos PVT a introducir...........................................................................86Figura 3.10. Datos a introducir para el modelo de gas ............................................. 86Figura 3.11. Iconos del PIPEPHASE........................................................................87Figura 3.12. Definicin de la fuente ......................................................................... 88Figura 3.13. Definicin de las lneas de flujo ........................................................... 88Figura 4.1. Distribucin de Lneas de Flujo ........................................................... 103Figura 4.2. VPN vs Tasa de Descuento .................................................................. 106Figura 4.3. VPN vs Desviacin. Opcin 1..............................................................107Figura 4.4. VPN vs Desviacin. Opcin 2..............................................................107

    x

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    LISTA DE TABLAS

    Tabla 2.1. POES y Reservas Oficiales de los Campos del Distrito Mcura................7Tabla 2.2. Coordenadas UTM de la poligonal del rea de desarrollo de los Campos

    Bare (Este) y Caria......................................................................................................8Tabla 2.3. Unidades de Bombeo Multifsicos en Campos de Venezuela..................57Tabla 3.1. Coordenadas UTM del rea de desarrollo de los Campos Bare (Este) y

    Caria..........................................................................................................................83 Tabla 3.2. Rango de Valores para la Complejidad.....................................................91Tabla 3.3. Rango de Valores para Impacto Ambiental .............................................. 91Tabla 3.4. Rango de Valores para la Flexibilidad Operacional ................................. 92Tabla 3.5. Rango de Valores de la Mantenibilidad....................................................93Tabla 3.6. Rango de Valores de la Seguridad ............................................................ 93Tabla 3.7. Rango de Valores de la Constructibilidad.................................................94Tabla 3.8. Modelo de Matriz de Valoracin de Criterios (M.V.C.)...........................95Tabla 3.9. Escala para la puntuacin de las comparaciones en la (M.V.C.)..............95Tabla 3.11. Puntaje Ponderado de los diferentes Criterios para la Evaluacin..........97Tabla 4.1. Indicadores econmicos del proyecto.....................................................106Tabla 4.2. Resultados de la Matriz de Evaluacin Tcnica ..................................... 108

    xi

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    RESUMEN

    El presente trabajo tiene como finalidad la visualizacin de la infraestructura de

    superficie necesaria para garantizar el manejo de la produccin de los Campos Bare

    (Este) y Caria, se plantean dos opciones con el objeto de seleccionar el esquema de

    produccin ms eficiente y rentable desde el punto de vista tcnico y econmico. Para

    su desarrollo se emplearon herramientas como el PIPEPHASE y el Sistema de

    Evaluaciones Econmicas (SEE), la primera permiti el diseo de las redes de

    recoleccin, se realizaron sensibilizaciones de diferentes parmetros (, distancia,

    etc.) con el fin de someter el diseo a diversas situaciones, y a travs del SEE se

    realiz la evaluacin econmica. Los principales parmetros empleados para la

    seleccin fueron los de produccin, caracterizacin de crudo, distancia de las

    estaciones al Centro Operativo, tecnologas, costos y otros. Resultando seleccionada

    la opcin 2 la cual contemplaba el uso de tecnologa multifsica, por el hecho de

    cumplir con las expectativas trazadas, sus indicadores econmicos fueron los

    siguientes TIR: 17,73%, TIRM: 14,52%, VPN: 1239679,42 M$, EI: 2 $/$ y TPD:10,86 aos.

    xii

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    CAPITULO I

    INTRODUCCIN

    1.1.Planteamiento del problema

    Considerando los Planes de desarrollo de la faja petrolfera del Orinoco y

    debido al gran nmero de reservas probadas de crudos pesados y extrapesado que esta

    posee, nace la necesidad de ampliar su crecimiento en infraestructura, para alcanzar

    esta meta se proceder a disear un sistema de recoleccin de crudo que pueda

    tolerar la produccin que se desea obtener, contemplando para esto el Portafolio de

    Oportunidades de la U.P Extrapesado correspondiente al periodo 2008 2027.

    El rea del Proyecto est ubicada en la zona Sur del Estado Anzotegui, en el

    bloque Ayacucho de la Faja Petrolfera del Orinoco, entre los bloques Junn y

    Carabobo exactamente se refiere a los campos del Este de Bare y Caria.Actualmente estos campos no cuentan con infraestructura alguna para la produccin

    de hidrocarburos.

    Los campos Bare (Este) y Caria se caracteriza por poseer crudos con

    gravedades API en un rango de 8,5 a 9; para el transporte de este tipo de crudo es

    necesario diluirlo, se crearn estaciones multifsicas capaces de enviar el crudo hasta

    el Centro Operativo para su tratamiento. Las estaciones multifsicas estarn

    compuestas de vlvulas multipuerto, medidores multifsicos y bombas multifsicas.

    Este esquema de produccin est siendo evaluado en campos de crudos pesados y

    extrapesados, donde su componente principal es la bomba multifsica capaz de

    manejar la mezcla de todos los fluidos producidos por los pozos. Las vlvulas

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    2

    selectoras multipuerto sustituyen al mltiple de recoleccin de fluidos de campo del

    esquema tradicional y al mltiple de prueba de las estaciones de descarga. La

    estacin multifsica incluye la instalacin de un medidor multifsico, el cual presenta

    amplias ventajas con respecto al separador gas-lquido utilizado para obtener la

    prueba de pozo tradicional. El esquema antes mencionado simplifica: operacin,

    control, medicin y automatizacin del sistema de flujo.

    Este proyecto representa para Petrleos de Venezuela como propuesta; mejorar

    su base de recursos de hidrocarburos mediante la incorporacin de reservas de crudos

    extrapesado. El plan en este campo contempla el inicio de la explotacin de grandesvolmenes de crudos extrapesado y el esfuerzo mximo en producir las grandes

    acumulaciones petrleo de la Faja Petrolfera del Orinoco.

    1.2.Objetivos

    1.2.1. Objetivo general

    Disear la infraestructura de superficie requerida para la recoleccin de la

    produccin de los campos Bare (Este) y Caria pertenecientes al bloque Ayacucho de

    la Faja Petrolfera del Orinoco.

    1.2.2. Objetivo especficos

    Identificar las opciones o esquemas para el manejo de los volmenes deproduccin de los campos Bare (Este) y Caria.

    Especificar las lneas de flujo y vlvulas multipuerto asociadas a la red derecoleccin de crudo.

    Validar las condiciones de operacin de la red de recoleccin de crudo.

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    Realizar un anlisis econmico de las opciones establecidas, basado encostos de inversin Clase V.

    Seleccionar la opcin ms viable desde el punto de vista de costo yoptimizacin del sistema.

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    CAPITULO II

    MARCO TERICO

    2.1. Antecedentes

    Lpez, A. y Snchez, J., (2004). Realizaron el diseo de un sistema de

    recoleccin de gas y crudo desde el campo TCATA a la estacin de flujo Santa

    Brbara; para as ejecutar un plan de explotacin de dicho campo. Ejecutaron los

    clculos hidrulicos mediante PIPEPHASE; el diseo del sistema desde el punto de

    vista mecnico incluy: las tuberas de produccin, los mltiples TA MP 2 y TA

    MP 4, las interconexiones de las lneas de prueba de los mltiples con las

    facilidades dispuestas en la lneas de prueba existente y la interconexin con la

    Estacin de Flujo Santa Brbara (NMEF 5). Finalmente describieron el proceso y la

    filosofa de operacin. Concluyeron que la mejor manera de transferir la produccin

    era conectando todos los mltiples a ambas tuberas de 12 y 20 pulgadas respectivassiendo el sistema capaz de manejar 2 pozos adicionales de gas seco y 1 pozo

    adicional de fluido bifsico, sin superar las presiones y los lmites de velocidad

    establecidos. [1]

    Ortz, K., (2004). Propuso una actualizacin del diseo y del plan de

    mantenimiento de la Estacin de Flujo MELEM 1 de la UEYPO - PDVSA, incluy

    las facilidades e instalaciones de superficie necesarias para la operacin de la misma.

    Para realizar la simulacin se bas en la actualizacin del diseo y las facilidades de

    superficie, incluy: Redes de produccin, sistemas de recoleccin de fluidos de

    campo y estacin de Bombeo Multifsico, necesarias para manejar y transportar los

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    fluidos producidos hasta las facilidades de separacin, bombeo y deshidratacin; en

    Merey Estacin de Descarga 20 (MED-20).[2]

    Medina, L., (2005). Determin las facilidades de superficie, que se requeran

    instalar para la recoleccin, transporte y tratamiento de los fluidos del campo

    Dobokubi. El proyecto contempl el empleo de la tecnologa multifsica como medio

    de recoleccin, prueba y bombeo de fluidos pesado y extrapesados en forma

    automatizada desde lugares distantes hasta los centro de deshidratacin y tratamiento.

    [3]

    2.2. Descripcin general del rea de estudio y del proceso

    2.2.1. Ubicacin geogrfica del Distrito Mcura

    El Distrito Mcura abarca actualmente un rea de 1.168 Km2, se encuentra

    ubicado en la zona Sur del Estado Anzotegui de la Repblica Bolivariana de

    Venezuela. Est formado por tres (03) Campos Petroleros: Arecuna, Bare y

    Caria(ver figura 2.1), stos campos contienen un POES total de 24.102 MMBN y un

    GOES de 2.921 MMMPCN con unas Reservas Recuperables de Petrleo y Gas de

    3.610 MMBN y 1.708 MMMPCN respectivamente. La gravedad API de los

    yacimientos en estos campos se encuentra en el rango de 9 y 12 API.

    Adicionalmente, se cuenta con los bloques 1, 2 y 4 del rea de Ayacucho que tienen

    una extensin aproximada de 1.846 Km2, discretizados de la siguiente manera: El

    bloque 1 con un rea de 380 Km2, un POES de 16,9 MMMBBN, el bloque 2 con un

    rea de 510 Km2, un POES de 32,5 MMMBN y el bloque 4 con un rea de 956 Km2,

    un POES de 30,3 MMMBls. [4]

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    6

    2.2.2. Caractersticas generales de los campos que constituyen el Distrito

    Mcura

    Los Campos activos en el rea asignada son Arecuna, Bare y Caria, aportando

    mayor produccin de petrleo los Campos Bare y Arecuna.

    2.2.2.1. Campo Arecuna

    El Campo Arecuna se encuentra ubicado en la regin Nor Occidental del rea

    Ayacucho, en la Faja del Orinoco. Cuenta con una superficie aproximada de 460Km2. Est localizado a 60 Km al Suroeste de la poblacin de San Tom. Limita al

    Norte con el Campo Yopales Sur, al Este con el Cuadrngulo Bare, al Sur con el

    Cuadrngulo Guahibo y al Oeste con el rea de Zuata. [4]

    2.2.2.2. Campo Bare

    El Campo Bare est ubicado geogrficamente en el Estado Anzotegui, a unos

    40 Km aproximadamente al Sur de la ciudad de El Tigre y a unos 70 Km al Norte del

    Ro Orinoco. Abarca una superficie de unos 477 Km2. Se encuentra en el sector Nor

    Occidental del rea Ayacucho, en la Faja Petrolfera del Orinoco, presentando un

    rumbo Este Oeste. Limita al Norte con los Campos Miga y Yopales Sur, al Sur con

    el Cuadrngulo Huyapari, al Este por los Cuadrngulos Caria e Irapa y al Oeste con

    el Cuadrngulo Arecuna. [4]

    2.2.2.3. Campo Caria

    El Campo Caria est ubicado geogrficamente en el Estado Anzotegui, a

    unos 60 Km aproximadamente al Sureste de la ciudad de El Tigre. Abarca una

    superficie de unos 231 Km2. Se encuentra en el sector Nor Occidental del rea

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    Ayacucho. Limita al Norte con el Campo Melones, al Sur con el Cuadrngulo Irapa,

    al Este por el Cuadrngulo de Dobokubi y al Oeste con el Cuadrngulo Bare. [4]

    Figura 2.1. Ubicacin Geogrfica del Distrito Mcura

    Fuente: PDVSA

    2.2.3. Reservas oficiales

    Las reservas oficiales segn el libro de reservas de 2006 de los campos

    pertenecientes al Distrito Mcura (Bare, Arecuna y Caria), se muestran en lasiguiente tabla.

    Tabla 2.1. POES y Reservas Oficiales de los Campos del Distrito Mcura [4]

    CAMPOS POES

    (MMBN)

    RESERVAS

    RECUPERABLES

    (MMBN)

    GOES

    (MMMPCN)

    RESERVAS

    RECUPERABLES GAS

    (MMBN)

    BARE 15.620 2.500 2.040 1.164ARECUNA 6.924 955 787 470

    CARIA 1.558 155 94 75

    TOTAL 24.102 3.610 2.921 1.709

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    8

    El Campo Bare Este Caria est enmarcado dentro de las coordenadas UTM

    mostradas en la tabla 2.2, con datum geodsico ubicado en La Canoa,

    especficamente est ubicada en la zona sur occidental del Estado Anzotegui, en el

    bloque Ayacucho de la Faja Petrolfera del Orinoco.

    Tabla 2.2. Coordenadas UTM de la poligonal del rea de desarrollo de los

    Campos Bare (Este) y Caria

    Fuente: Plano Ubicacin rea Operacional Extra Pesado

    PUNTOS COORDENADAS

    P1 N.943.000 E.404.000

    P2 N.951.833 E.404.000

    P3 N.951.833 E.396.118

    P4 N.958.063 E.396.118

    P5 N.958.063 E.388.592

    P6 N.951.000 E.385.000

    P7 N.943.000 E.383.000

    2.3. Resumen de Conocimientos Previos

    2.3.1. Sistemas de produccin

    Los sistemas de produccin estn constituidos por un conjunto de instalaciones

    cuya funcin bsica consiste en el manejo de la mezcla petrleo agua - gas desdeque se extrae del yacimiento hasta que se realizan las operaciones de

    comercializacin del petrleo y el gas.

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    El manejo de la produccin comprende bsicamente la separacin de los tres

    fluidos principales obtenidos del pozo (petrleo, gas y agua), para que estos cumplan

    con los siguientes requisitos:

    El petrleo debe satisfacer las especificaciones que rigen las normas decomercializacin, refinacin y almacenamiento.

    El gas debe satisfacer las normas para su comercializacin, procesamiento yutilizacin de los procesos de produccin petrolera.

    El agua debe recibir un tratamiento para que su posterior depsito se haga ala normativa ambiental. [5]

    2.3.1.1. Cabezal de pozo

    Un cabezal es un sistema de control en superficie. El cabezal est conformado

    por instrumentos que mantienen el control del pozo y a su vez, permiten la llegada y

    direccionamiento de los hidrocarburos. [5]

    2.3.1.2. Lnea de flujo

    La lnea de flujo se describe como la tubera que conecta el cabezal de un pozo

    con su respectiva estacin de flujo. La longitud de las lneas de flujo es un parmetro

    de importancia, en algunos casos las lneas de flujo poseen varios kilmetros de

    longitud. [6]

    2.3.1.3. Mltiples de recoleccin

    El mltiple de produccin representa un sistema de recibo, al cual llegan las

    lneas de flujo de cada uno de los pozos productores asignados a una estacin de flujo

    en particular. ste, facilita el manejo de la produccin total de los pozos que ha de

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    pasar por los separadores, como tambin el aislamiento de pozos para pruebas

    individuales de produccin. Su estructura la componen dos tubos colocados en forma

    horizontal paralelos entre s, uno usado como can de produccin general y el otro

    como can de prueba, sin embargo en casos ms complejos donde se deban manejar

    distintas segregaciones de fluidos se pueden disponer de tres o ms tuberas en la

    estructura del mltiple. Estos equipos poseen una serie de vlvulas asociadas a cada

    uno de los pozos que llegan al mismo, y a la salida de estos se coloca generalmente

    una vlvula de retencin que impide que el crudo saliente se devuelva. En la Figura

    2.2 se puede observar un mltiple de produccin. [6]

    Figura 2.2. Mltiples de Produccin

    Fuente: Propia

    2.3.1.4. Vlvula multipuerto

    La simplicidad es la clave para la confiabilidad y bajo costo de mantenimiento

    y la vlvula selectora rotativa ofrece lo ltimo en simplicidad en las operaciones de

    mltiples. Por ejemplo en una conexin de siete pozos, sta vlvula tan verstil

    reemplaza por lo menos a 14 vlvulas tradicionales, elimina la molesta confusin de

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    vlvulas, tuberas y accesorios que se encuentran en los cabezales de estilo

    tradicional. La vlvula selectora rotatoria puede manejar hasta 8 lneas de flujo

    aislando cualquiera de ellas de las lneas de medicin, prueba o muestreo de entrada,

    mientras que el fluido de las otras lneas contina fluyendo por el sistema normal de

    produccin.

    La vlvula selectora multipuerto (VSM) consiste de un cuerpo slido con ocho

    entradas y dos salidas, una de las salidas comn para produccin y la otra

    seleccionable para prueba, todas ellas con bridas clase 300 de cara resaltada. Con sta

    configuracin puede recibir el flujo de hasta siete lneas provenientes de pozos, yaque una de las entradas queda de reserva para reajuste del sello en campo, y para

    poder tener todos los pozos fluyendo simultneamente por el cabezal de produccin,

    manteniendo libre la lnea de prueba. En la Figura 2.3 se muestra una vlvula

    selectora multipuerto en operacin. [7]

    Figura 2.3. Vlvula Selectora Multipuerto

    Fuente: Propia

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    2.3.1.5. Medidores de flujo multifsico (Etapa de medicin)

    La prctica actual de campo para la medicin de flujo multifsico es separar

    primero el flujo en sus fases individuales. Luego de la separacin, se mide el flujo de

    agua y generalmente se bota en el sitio de separacin o en sus alrededores. El crudo

    medido se bombea hacia una planta de procesamiento, generalmente mediante un

    oleoducto separado, mientras que el flujo de gas es medido y el gas se recomprime

    para transportarlo hacia la planta de procesamiento o darle algn otro uso. La

    necesidad de un separador, lneas de produccin y prueba, y medidores separados de

    flujo, constituye un costo de inversin considerable que hace, por ejemplo, que laexplotacin de los campos marginales sea muy poco rentable. En el mbito comercial

    se encuentra disponibles diferentes modelos, entre ellos se tiene el medidor de flujo

    multifsico Agar y el Roxar mostrados en la figura 2.4 y 2.5. [8]

    Figura 2.4. Medidor de Flujo Multifsico AGAR[9]

    La tecnologa de medicin multifsica es una tecnologa emergente, la cual

    ofrece el potencial para una reduccin importante en los costos de capital, as como

    para la mejora sustancial de la gestin del yacimiento.

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    13

    Figura 2.5. Medidores de Flujo Multifsico ROXAR[10]

    La instalacin de un medidor de flujo multifsico cercano al pozo, tanto en

    tierra como costa afuera, ocasionara una reduccin significativa de los costos de

    capital, y simplificara considerablemente el transporte de los fluidos. [8]

    2.3.1.6. Las bombas

    El bombeo puede definirse como la adicin de energa a un fluido para

    moverse de un punto a otro. Una bomba es un transformador de energa. Recibe laenerga mecnica, que puede proceder de un motor elctrico, trmico, etc., y la

    convierte en energa que un fluido adquiere en forma de presin, de posicin o de

    velocidad.

    Las bombas pueden clasificarse sobre la base de las aplicaciones a que estn

    destinadas, los materiales con que se construyen, o los lquidos que mueven. Otra

    forma de clasificarlas se basa en el principio por el cual se agrega energa al fluido, elmedio por el cual se implementa este principio y finalmente delinea la geometra

    especficas comnmente empleadas. Esta clasificacin se relaciona por lo tanto, con

    las bombas mismas y no se relaciona con ninguna consideracin externa a la bomba o

    aun con los materiales con que pueden estar construidas. [11]

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    Todas las bombas pueden dividirse en dos grandes categoras:

    Dinmicas (Turbo mquinas)

    El intercambio de energa es debido al cambio de momento de cintico del

    fluido al cual se le aade energa continuamente para incrementar las velocidades del

    fluido dentro de la mquina para luego transformarlo en presin. Las caractersticas

    principales es que pueden manejar grandes caudales y moderadas presiones.

    De Desplazamiento PositivoEl intercambio de energa es por variacin del volumen, las caractersticas

    principales es que pueden manejar moderados caudales y altas presiones.

    Adicionalmente pueden manejar flujos intermitente o continuo. [11]

    2.3.2. Mtodos de produccin

    La determinacin del mtodo de produccin a emplear depende de la energa

    que posee el yacimiento (Presin) y de las caractersticas del crudo (viscosidad,

    densidad y gravedad).

    Los mtodos de produccin pueden ser por flujo natural y flujo artificial. [2]

    2.3.2.1. Flujo natural

    El empuje de petrleo hacia los pozos se efecta por la presin natural que tiene

    el yacimiento. En la prctica se ha constatado que este empuje se puede producir por

    alguno de los siguientes mecanismos: por gas disuelto, por capa de gas, por agua y

    por gravedad. [2]

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    2.3.2.2. Mtodos de levantamiento artificial

    Cuando los mecanismos de produccin natural no son capaces de llevar el

    crudo hasta la superficie por falta de presin o por alta viscosidad del petrleo, es

    necesario recurrir a otros mtodos de produccin. Estos mtodos se conocen como

    Mtodos de Levantamiento Artificial.

    La seleccin del mtodo ptimo para producir un pozo depender, muchas

    veces, de las caractersticas de produccin, propiedades de los fluidos, caractersticas

    del pozo, facilidades de superficie, ubicacin, fuentes de potencia disponibles,problemas operacionales, tipos de completacin, disponibilidad de servicios y

    consideraciones econmicas.

    A continuacin se mencionan los mtodos de levantamiento artificial

    convencional y no convencional ms aplicados. [2]

    Bombeo mecnico

    Este mtodo emplea una bomba recprocante de desplazamiento positivo en el

    fondo del pozo para elevar la presin del fluido y enviarlo a la superficie.

    La bomba del subsuelo est compuesta por los siguientes elementos bsicos:

    El barril, el pistn, la vlvula fija y la vlvula viajera.

    Para que ocurra la accin de bombeo, el pistn realiza un movimiento

    recprocante dentro del barril. Las vlvulas fija y viajera, son vlvulas de no retorno,

    de bola y asiento, de modo que slo permiten el flujo en la direccin hacia el cabezal.

    El volumen encerrado entre estas dos vlvulas constituye la cmara de bombeo.

    Cuando el pistn asciende, la vlvula viajera se cierra y la fija se abre, permitiendo la

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    entrada de fluido hacia la cmara de bombeo. Cuando el pistn desciende, se cierra la

    vlvula fija y se abre la vlvula viajera lo cual permite la salida del fluido de la

    cmara de bombeo hacia la descarga de la bomba.

    La bomba de subsuelo es accionada por una sarta de cabillas que transmite el

    movimiento recprocante desde la superficie hasta la bomba. En el extremo superior

    de la sarta de cabillas se encuentra la barra pulida, la cual se encarga de garantizar un

    buen sello en el prensa-estopas colocado sobre el cabezal, de modo de minimizar la

    fuga de fluidos de produccin. La barra pulida es accionada por el elevador colocado

    en el cabezote del balancn de superficie. El balancn es un conjunto de elementosmecnicos que se encargan de transformar el movimiento giratorio de un motor,

    generalmente elctrico, en movimiento recprocante. Debido a que el nmero de

    carreras por minutos requeridos a nivel del sistema de bombeo es relativamente bajo,

    es necesario colocar una caja reductora entre el motor y el balancn. En el esquema

    mostrado en la figura 2.6 representa una completacin tpica de un pozo con bombeo

    mecnico. [12]

    Figura 2.6. Bombeo Mecnico

    Fuente: Propia

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    Bombeo de cavidad progresiva

    En este caso existe una bomba de desplazamiento positivo en el fondo del pozo.

    Sin embargo, en este sistema la bomba se acciona por rotacin. La BCP posee dos

    elementos:

    a.- El rotor metlico.

    b.- El estator, el cual es usualmente elstico, de material elastmero.

    El rotor y el estator presentan una geometra helicoidal. El rotor se puededefinir como un tornillo de un hilo o entrada, mientras que el estator se definira

    como una rosca de dos entradas. Esta diferencia en el nmero de hilos o entradas y en

    el paso de estos dos elementos, produce cavidades sucesivas entre la succin y la

    descarga de la bomba, separadas por lneas de sello. Al girar el rotor dentro del

    estator, estas cavidades se desplazan desde la succin a la descarga, produciendo el

    incremento de presin requerido para realizar el levantamiento del fluido.

    El accionamiento del rotor es realizado mediante una sarta de cabillas que

    transmite el movimiento giratorio desde la superficie, donde un cabezal especial para

    BCP cumple con las funciones de suministrar el torque y velocidades requeridas, as

    como de soportar la carga axial generada por el peso de las cabillas y por el peso del

    fluido sobre el rotor.

    El equipo de superficie est compuesto por el motor (usualmente elctrico), un

    sistema de transmisin que incluye cajas reductoras de engranajes y puede incluir

    adems un sistema de transmisin por correas. La transmisin por correas puede ser

    de relacin de velocidades fija o variable. En los casos que el motor se acopla

    directamente a la caja reductora, se puede utilizar un variador de frecuencia para

    accionar el motor elctrico y controlar la velocidad de bombeo.

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    Este sistema ofrece la eficiencia mecnica y termodinmica ms alta de todos

    los mtodos de levantamiento existentes. [12]

    Bombeo electrosumergible

    Este mtodo de levantamiento artificial es aplicable cuando se hace necesario

    desplazar altos volmenes de fluidos con alta eficiencia y rentabilidad. En este

    sistema, la bomba del subsuelo es una turbomquina centrfuga, la cual es accionada

    por un motor elctrico, instalado en el fondo del pozo. El motor se alimenta con alto

    voltaje que se conduce desde superficie a travs de un cable especialmente diseadopara soportar las rigurosas condiciones de operacin impuestas dentro de un pozo

    petrolero. El equipo del subsuelo es bastante complejo, comparado con los sistemas

    de Bombeo Mecnico Convencional y Bombas de Cavidad Progresiva. Existen

    elementos para garantizar el enfriamiento adecuado del motor, sellos para evitar la

    contaminacin del mismo, a la vez que permiten la expansin trmica que

    experimenta el aceite interno del motor. En superficie se requiere un transformador

    para obtener los altos voltajes que utiliza este sistema. En este caso, el uso de un

    variador de frecuencia es imprescindible para un arranque adecuado y para controlar

    la velocidad de operacin de la bomba. Este sistema permite manejar caudales ms

    altos que los obtenidos con otros sistemas de bombeo; sin embargo los consumos de

    potencia por barril diario son tambin ms elevados, especialmente en crudos de alta

    viscosidad (ms de 500 centipoises). Este mtodo permite el empleo de diluente el

    cual puede ser inyectado a travs del espacio anular o tubera capilar contenida en el

    cable o a travs de tubera flexible y la mezcla producida es bombeada por la lnea de

    flujo hasta la estacin de produccin. [12]

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    2.3.3. Dilucin de crudo

    En los ltimos aos se ha concentrado un gran inters en las reservas y

    produccin de los crudos pesados, debido a la declinacin de las reservas

    correspondiente a los crudos medianos y livianos, todo esto ha hecho factible la

    dilucin de crudo pesado o extrapesado con un producto destilado o con un crudo

    liviano en diferentes empresas petroleras como mtodo de transporte y/o produccin.

    El mayor impacto que tiene la dilucin sobre los crudos pesados y

    extrapesados est centrado en la obtencin de una mezcla de menor viscosidad encomparacin con el crudo pesado. Bajo este principio es factible el transporte de una

    cantidad de crudo pesado bajo una tasa de flujo determinada a travs de una tubera

    con unos requerimientos de energa preestablecidos.

    La dilucin ha sido utilizada en pases como Venezuela y Canad para manejar

    y transportar sus crudos pesados o bitmenes a lo largo de distancias apreciables.

    Permite realizar una deshidratacin ms efectiva, as como un mejor manejo de los

    crudos pesados en los procesos de campo todo esto como consecuencia de acentuar la

    diferencia de densidad y la viscosidad entre la mezcla y el agua. [13]

    2.3.3.1. Principales razones para el uso de diluente en la produccin

    Una de las principales razones para usar diluente es obtener una mezcla con una

    viscosidad tal que permita su bombeo desde la formacin (yacimiento) hasta la

    superficie y que tambin pueda ser bombeable a travs de lneas de superficie,

    equipos de tratamiento y oleoductos.

    Generalmente, crudos muy pesados no pueden deshidratarse en tanques de

    lavado. Por ejemplo, se ha observado que en algunos de los tanques de lavado que se

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    usan en el pas no es posible deshidratar de manera adecuada crudos con gravedades

    menores de 12 API. Sin embargo, mediante el proceso de dilucin no slo se obtiene

    el beneficio de una reduccin en la viscosidad del fluido primario, sino tambin se

    logra una mezcla de mayor gravedad API, lo cual facilita su deshidratacin. [13]

    2.3.3.2. Desventajas de usar diluente

    Generalmente tanto los diluente como su transporte y almacenamiento son

    costosos, es por esto necesario contar con fuentes seguras de abastecimiento del

    diluente y en las cantidades requeridas.

    Igualmente costoso es contar con un sistema de inyeccin de diluente que posea

    bombas, lneas, mltiples, equipos de medicin y control, ya que esto genera un gasto

    inicial y de mantenimiento apreciable. [13]

    2.3.4. Hidrulica

    La hidrulica es una rama de la fsica y la ingeniera que se relaciona con el

    estudio de las propiedades mecnicas de los fluidos, sta resuelve problemas como el

    flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseo de presas de embalse,

    bombas y turbinas. Su fundamento es el Principio de Pascal, que establece que la

    presin aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada

    punto del mismo. [14]

    2.3.4.1. Fluido

    Es una sustancia cuyas molculas tienen entre s poca o ninguna coherencia,

    capaz de sufrir grandes variaciones de forma bajo la accin de fuerzas, lo que le

    permite desplazarse bajo mnima presin. El trmino fluido normalmente es

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    21

    empleado para denominar corrientes monofsicas de gas o lquido, o corrientes

    multifsicas constituidas por una fase gaseosa y una o ms fases lquidas. [14]

    2.3.4.2. Flujo de fluidos en tuberas

    El flujo de fluidos por medio de un sistema de tuberas representa el mtodo

    ms comn para trasladar un fluido de un sitio a otro. Siendo las tuberas de seccin

    circular las ms usadas para este fin, debido a que stas por su forma ofrecen la

    mayor resistencia estructural y mayor seccin transversal para el mismo permetro

    exterior que cualquier otra forma. A la hora del diseo es muy importantedimensionar las tuberas de acuerdo al caudal que circular por ellas; una tubera de

    dimetro reducido provocar elevadas velocidades de circulacin y como

    consecuencia prdidas elevadas por friccin, mientras que una de gran dimetro

    resultar costosa y difcil de instalar. Por otra parte la condicin ideal del flujo en una

    tubera se establece cuando las capas de fluido se mueven en forma paralela una a la

    otra. [14]

    2.3.4.3. Nmero de Reynolds

    Es un nmero adimensional utilizado en mecnica de fluidos, diseo de

    reactores y fenmenos de transporte, para caracterizar el movimiento de un fluido el

    cual puede ser laminar o turbulento en ciertos casos, ste expresa la relacin de la

    fuerza inercial y la fuerza viscosa en el flujo de fluido, y recibe su nombre en honor

    de Osborne Reynolds quien lo describi en 1883. [14]

    2.3.4.4. Flujo laminar

    Se llama flujo laminar o corriente laminar, al tipo de movimiento de un fluido

    cuando ste es perfectamente ordenado, estratificado, de manera que el fluido se

    http://e/wiki/Fluidohttp://e/wiki/Fluido
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    22

    mueve en lminas paralelas, si la corriente tiene lugar entre dosplanos paralelos, o en

    capas cilndricas coaxiales. Este tipo de flujo ocurre cuando Re < 2000. [14]

    2.3.4.5. Flujo en transicin

    Es el rgimen de flujo que se encuentra entre laminar y turbulento. En este

    rgimen las fluctuaciones de velocidad pueden o no estar presentes. Este tipo de flujo

    ocurre en las tuberas cuando el 2000

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    23

    La diferencia bsica entre flujo de una sola fase y bifsico, es por ejemplo que

    las fases pueden ser distribuidas en la tubera en una variedad de configuracin de

    flujo, las cuales difieren unas de otras por la distribucin especial de la interfase,

    resultando en caractersticas diferentes de flujo, tales como las velocidades

    superficiales y los holdup.

    La existencia de patrones o regmenes de flujo en un sistema bifsico dado

    depende de las siguientes variables:

    Parmetros operacionales, es decir, tasas de flujo de gas y lquido. Variables geomtricas incluyendo dimetro de la tubera y ngulo deinclinacin.

    Propiedades fsicas de las dos fases, tales como, densidades, viscosidady tensiones superficiales del gas y lquido.

    Direccin del flujo (ascendente, descendente u horizontal). Posicin de la tubera (horizontal, vertical o inclinada).

    El flujo multifsico en tuberas es un problema difcil de modelar

    matemticamente; no obstante varias correlaciones empricas han aparecido en la

    literatura de los ltimos aos, donde el clculo se lleva a cabo considerando el

    sistema de hidrocarburos compuestos por dos seudo-componentes denotados como

    petrleo y gas, cada uno de los cuales tiene una composicin fija.

    El flujo simultneo de lquido y gas en una tubera es muy importante, ya que

    representa la solucin ms econmica para transportar hidrocarburos. Una lnea de

    flujo bifsico reduce el costo de capital alrededor de un 20% a 25% en comparacin

    con Lneas de flujo monofsico (al no disponer de dos lneas independientes, una de

    gas y otra de lquido). Las cadas de presin en el flujo multifsico horizontal pueden

    llegar a ser de 5 a 10 veces mayores a las ocurridas en el flujo monofsico, esto se

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    debe a que la fase gaseosa se desliza sobre la fase lquida, separadas ambas por una

    interfaces que pueden ser lisas o irregulares dependiendo del rgimen o patrn de

    flujo existente. La razn es que aparecen prdidas adicionales debido a la aceleracin.

    A continuacin se presentan algunas definiciones utilizadas en flujo

    multifsico. [2]

    2.3.5.1. Caudal volumtrico

    El caudal volumtrico es el volumen por unidad de tiempo que se mueve a lolargo de la tubera. Se representa con la letra q y la unidad de caudal volumtrico en

    el sistema internacional (SI) es el metro cbico por segundo (m3/seg). [15]

    2.3.5.2. Velocidad superficial

    La velocidad superficial del lquido se define como la velocidad que se tendra

    si slo estuviera fluyendo lquido en la tubera. Anlogamente se cumple con la

    velocidad superficial del gas, esto es:

    A

    q

    V L

    SL

    = (Ec. 2.1)

    A

    q

    V G

    SG

    = (Ec. 2.2)

    Donde:

    VSL=m/s

    VSG = m/s

    qL = m3/s

    qG= m3/s

    A = m2

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    2.3.5.3. Fraccin de lquido

    La fraccin de lquido o el Hold de lquido HL, se define como el volumen en la

    mezcla bifsica ocupado por el lquido, en un segmento de la tubera; y se expresa

    como:

    gasVollquidoVol

    lquidoVolH

    L ..

    .

    += (Ec. 2.3)

    Donde:

    HL= adimensional

    Vol. Lquido (m3

    )Vol. gas (m3)

    La fraccin de lquido es un valor adimensional que vara desde cero para

    flujo completamente gaseoso y uno para flujo completamente lquido. [16]

    2.3.5.4. Velocidad real

    Las velocidades reales de cada fase se calculan a partir de la fraccin de lquido

    (HL):

    L

    SL

    L H

    V

    V = (Ec. 2.4)

    L

    SG

    G H

    V

    V

    =1

    (Ec. 2.5)

    Donde:

    VL= m/s

    VG= m/s

    VSG= m/s

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    VSL= m/s

    2.3.5.5. Viscosidad absoluta o dinmica

    Se define como la relacin entre la fuerza y el gradiente de velocidad con que

    una capa de solucin se desplaza con respecto a una superficie fija. La unidad de

    viscosidad dinmica en el sistema internacional (SI) es el Pascal Segundo (Pa*s)

    2.3.5.6. Viscosidad cinemtica

    Es el cociente entre la viscosidad dinmica y la densidad. En el sistema

    internacional (SI) la unidad de viscosidad cinemtica es el metro cuadrado por

    segundo (m2/s). La unidad CGS correspondiente es el Stoke(St), con dimensiones de

    centmetros cuadrado por segundo.

    2.3.6. Modelos generales para evaluar el flujo multifsico

    2.3.6.1. Modelo de flujo separado (1949)

    Las fases de gas y lquido son tratadas separadamente. No se considera deslizamiento entre las fases. Las fases pueden resolverse por mtodos de una sola fase. No considera las prdidas por elevacin.

    Correlaciones que aplican a este modelo:

    Lockhart y Martinelli (1949). [17]

    2.3.6.2. Modelo de flujo dimensional (1961)

    Considera las fases como una mezcla en equilibrio.

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    Es una tcnica donde el flujo multifsico est gobernado por gruposdimensionales.

    Supone deslizamiento entre las fases.Correlaciones que se aplican a este modelo:

    Duns y Ros (1961)

    Duckler, Eaton y Flanigan. (1964). [17]

    2.3.6.3. Modelo de flujo relativo (1973)

    La mezcla de fases es tratada como una mezcla homognea. Considera deslizamiento entre las fases. Considera las prdidas por friccin, aceleracin y elevacin.

    Correlaciones que aplican a este modelo:

    Beggs y Brill, (1973)

    Oliemans (1976)

    Muckherjee y Brill (1983). [17]

    2.3.6.4. Modelo de flujo mecanstico (1976)

    Existe deslizamiento entre las fases Considera las prdidas por friccin, aceleracin y elevacin. Predice las caractersticas del flujo para todos los patrones de flujo. Arroja resultados confiables cuando el patrn de flujo es intermitente.

    Correlaciones que aplican a este modelo:

    Taitel y Duckler(1976)

    Taitel y Barnea (1987)

    Xiao, (1990) [17]

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    2.3.7. Patrones de flujo

    La diferencia bsica entre flujo de una sola fase y bifsico es que en este ltimo

    la fase gaseosa y lquida pueden estar distribuidas en la tubera en una variedad de

    configuraciones de flujo, las cuales difieren unas de otras por la distribucin especial

    de la interfase, resultando en caractersticas diferentes de flujo tales como los perfiles

    de velocidad y hold up.

    En flujo bifsico (lquido/vapor), las interacciones entre la fase lquida y el

    vapor, por estar influenciadas por sus propiedades fsicas y caudales de flujo y por eltamao, rugosidad y orientacin de la tubera, causan varios tipos de patrones de

    flujo. Estos patrones se llaman regmenes de flujo. En un determinado punto en una

    lnea, solamente existe un tipo de flujo en cualquier tiempo dado. Sin embargo, como

    las condiciones de flujo cambian, el rgimen de flujo puede cambiar de un tipo a otro.

    La existencia de patrones de flujo en un sistema bifsico dado depende de las

    siguientes variables:

    Parmetros operacionales, es decir, tasas de flujo de gas y lquido. Variables geomtricas incluyendo dimetro de la tubera y ngulo de

    inclinacin.

    Las propiedades fsicas de las dos fases, tales como densidades,viscosidades y tensiones superficiales del gas y del lquido.

    En el pasado, existieron desacuerdos entre los investigadores de flujos

    bifsicos en la definicin y clasificacin de los patrones de flujo. Algunos detallaron

    tantos patrones de flujo como fueron posibles; mientras otros trataron de definir un

    grupo con un mnimo de patrones de flujo.

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    El desacuerdo fue principalmente debido a la complejidad del fenmeno de

    flujo y al hecho que los patrones de flujo fueron generalmente determinados

    subjetivamente por observacin visual. Tambin, los patrones de flujo son

    generalmente reportados para cualquier inclinacin o para un estrecho rango de

    ngulos de inclinacin. [14]

    2.3.7.1. Patrones de flujo para tuberas horizontales o ligeramente inclinadas

    Se definen siete regmenes principales de flujo para describir el flujo en una

    tubera horizontal o ligeramente inclinada. Estos regmenes se describen abajo enorden creciente de velocidad del vapor. Ver Figura 2.7.

    Figura 2.7. Patrones de Flujo en Tuberas Horizontales o Ligeramente

    Inclinadas [18]

    Flujo estratificado

    Ocurre a tasas de flujo relativamente bajas de gas y lquido. Las dos fases son

    separadas por gravedad, donde la fase lquida fluye al fondo de la tubera y la fase

    gaseosa en el tope. Este patrn es subdividido en Flujo Estratificado Suave y Flujo

    Estratificado Ondulante.

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    En el flujo estratificado suave el vapor fluye a lo largo del tope de la tubera y

    el lquido fluye a lo largo del fondo. La interfase es relativamente suave y la fraccin

    ocupada por el gas y el lquido permanece constante (Ver figura 2.8). En flujo

    ascendente, flujo tipo estratificado ocurre raramente favoreciendo el flujo ondulante.

    En flujo descendente, el flujo estratificado es favorecido, siempre y cuando la

    inclinacin no sea demasiado pronunciada.

    Figura 2.8. Representacin grfica del rgimen de flujo estratificado suave [16]

    Por otra parte el flujo estratificado ondulante ocurre cuando el flujo de vapor

    aumenta con relacin al flujo de lquido (Ver Figura 2.9). El vapor se mueve

    apreciablemente ms rpido que el lquido y la friccin resultante en la interfase

    forma olas de lquido. La amplitud de las olas se incrementa con el aumento del flujo

    de vapor. El flujo ondulante puede ocurrir hacia arriba, pero en un rango decondiciones ms restringido que en una tubera horizontal. Hacia abajo, las olas son

    ms moderadas para un determinado flujo de vapor y en la transicin a flujo tipo

    tapn, si es que ocurre, tiene lugar a caudales ms altos que en la tubera horizontal.

    [18]

    Figura 2.9. Representacin grfica del rgimen de flujo estratificado ondulante[18]

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    Flujo intermitente (Flujo tapn y flujo de burbuja alargada)

    Cuando el flujo de vapor alcanza cierto valor crtico, las crestas de las olas de

    lquido tocan el tope de la tubera y forman tapones espumosos. La velocidad de estos

    tapones es mayor que la velocidad promedio de lquido. En la estructura del tapn de

    vapor, el lquido es presionado de manera que el vapor ocupe la mayor parte del rea

    de flujo en ese punto. En flujo ascendente, el flujo tipo tapn comienza a caudales de

    vapor ms bajos que en las tuberas horizontales. En flujo descendente, se necesitan

    caudales de vapor ms altos que en tuberas horizontales para establecer el flujo tipo

    tapn y el comportamiento se desplaza hacia el flujo anular. Ya que el flujo tipotapn puede producir pulsaciones y vibraciones en codos, vlvulas y otras

    restricciones de flujo, debe ser evitado en lo posible. En la figura 2.10 se puede

    observar una representacin grfica de rgimen de flujo tipo tapn. [18]

    Figura 2.10. Representacin grfica del rgimen de flujo tipo tapn

    [18]

    Flujo anular

    El flujo anular ocurre a muy altas tasas de flujo de gas, en ste el lquido fluye

    como una pelcula anular de espesor variable a lo largo de la pared, mientras que el

    vapor fluye como un ncleo a alta velocidad en el centro. Hay gran cantidad de

    deslizamiento entre las fases. Parte del lquido es extrado fuera de la pelcula por el

    vapor y llevado al centro como gotas arrastradas. La pelcula anular en la pared es

    ms espesa en el fondo que en el tope de la tubera y esta diferencia decrece al

    distanciarse de las condiciones de flujo de tipo tapn. Corriente abajo de los codos, la

    mayor parte del lquido se mover hacia el lado de la pared externa. En flujo anular,

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    los efectos de cada de presin y momento sobrepasan los de gravedad, por lo tanto la

    orientacin de la tubera y la direccin del flujo tienen menos influencia que en los

    regmenes anteriores. El flujo anular es un rgimen muy estable (Ver Figura 2.11).

    Por esta razn y debido a que la transferencia de masa vapor lquido es favorecida,

    este rgimen de flujo es ventajoso para algunas reacciones qumicas. [18]

    Figura 2.11. Representacin grfica del rgimen de flujo tipo anular[18]

    Burbujas dispersas

    Cuando la velocidad del vapor en flujo anular se hace lo suficientemente alta,

    toda la pelcula de lquido se separa de la pared y es llevada por el vapor como gotas

    arrastradas. Este rgimen de flujo es casi completamente independiente de la

    orientacin de la tubera o de la direccin del flujo. En la Figura 2.12 se puede

    observar una representacin grfica de flujo tipo disperso.

    [18]

    Figura 2.12. Representacin grfica del rgimen de flujo tipo disperso [18]

    2.3.7.2. Patrones de flujo para flujo vertical y fuertemente inclinado

    El comportamiento del flujo en tuberas verticales donde la gravedad juega un

    papel muy importante, ha sido menos investigado que el flujo en tuberas

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    horizontales. La mayor parte de la informacin disponible para flujo vertical se

    refiere a flujo ascendente.

    Las condiciones bajo las cuales existen ciertos tipos de regmenes de flujo,

    dependen principalmente de la orientacin de la tubera y de la direccin del flujo. En

    una situacin donde el flujo ondulante y estratificado existiera en una tubera

    horizontal, inclinando la tubera en forma descendente, la velocidad relativa del

    lquido aumenta, quedando una mayor parte del rea de flujo para el vapor. Por otro

    lado, inclinando la tubera en forma ascendente el lquido se drena, acumulndose

    hacia abajo hasta bloquear por completo la seccin transversal. El vapor puedeentonces no llegar a pasar a travs del lquido y por lo tanto empuja tapones de

    lquidos a travs de la seccin inclinada de la tubera.

    Se han definido cinco regmenes de flujo principales para describir el flujo

    vertical. Esto regmenes de flujo estn descritos a continuacin, en orden creciente de

    velocidad del vapor. [18]

    Flujo tipo burbuja

    El lquido fluyendo en forma ascendente representa la fase continua, con

    burbujas dispersas de vapor subiendo a travs de ste. La velocidad de la burbuja

    excede la del lquido debido a la flotabilidad. Cuando el flujo de vapor es

    incrementado, el tamao, nmero y velocidad de las burbujas aumenta. Cuando el

    flujo de vapor es mayor que en tuberas horizontales, las burbujas mantienen su

    individualidad, sin unirse en tapones. [18]

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    Flujo tipo tapn

    A medida que el flujo de vapor aumenta, las burbujas se unen y forman tapones

    los cuales ocupan la mayora del rea de seccin transversal. Tapones alternados de

    vapor y lquido se mueven en la tubera con algunas burbujas de vapor cruzando los

    tapones de lquido. Alrededor de cada tapn de vapor hay una pelcula laminar de

    lquido la cual fluye hacia el fondo del tapn. Cuando el flujo de vapor se incrementa,

    la longitud y la velocidad de los tapones aumentan. En el diseo para flujo bifsico es

    una prctica normal el tratar de evitar el flujo tipo tapn, ya que este rgimen puede

    traer serias fluctuaciones de presin y vibracin, especialmente en la entrada derecipientes y en codos, vlvulas y otras restricciones de flujo. Esto pudiera traer serios

    deterioros al equipo y problemas de operacin. [18]

    Flujo espumoso

    Cuando el flujo de vapor se incrementa an ms, la pelcula laminar de lquido

    se destruye por la turbulencia del vapor y los tapones de vapor se hacen ms

    irregulares. El mezclado de burbujas de vapor con el lquido se incrementa y se forma

    un patrn turbulento y desordenado donde los tapones de lquido que separan los

    sucesivos tapones de vapor se van reduciendo. La transicin a flujo anular es el punto

    en el cual la separacin lquida, entre tapones de vapor desaparece y los tapones de

    vapor se unen en un ncleo central continuo de vapor. Ya que el flujo espumoso tiene

    mucho en comn con el flujo tipo tapn los dos regmenes son frecuentemente

    agrupados y llamados flujo tipo tapn. En direccin descendente, el flujo espumoso

    se comporta igual que el flujo tipo tapn, excepto que el primero se inicia ms

    fcilmente en esta posicin, particularmente si las condiciones se acercan a las de

    flujo anular. [18]

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    Flujo anular

    Este rgimen de flujo es similar al flujo anular en tuberas horizontales excepto

    que la separacin entre las fases es afectada por la gravedad. Hacia arriba, la pelcula

    de lquido anular baja por gravedad, lo cual incrementa la diferencia de velocidad

    entre el vapor y el lquido. Hacia abajo, ocurre lo contrario, la gravedad acelera el

    lquido y reduce la diferencia de velocidades entre el vapor y el lquido. En otras

    palabras, el espesor de la pelcula de lquido es ms uniforme alrededor de la

    circunferencia de la tubera que en el flujo horizontal. [18]

    Flujo tipo disperso

    Este rgimen de flujo es esencialmente el mismo que el flujo tipo roco en

    tuberas horizontales. Los altos flujos de vapor requeridos para dispersar

    completamente el lquido, eliminan esencialmente los efectos de la orientacin y

    direccin del flujo. En la denominacin de regmenes verticales de flujo de dos fases,

    el flujo anular y el disperso frecuentemente se agrupan en un solo rgimen y se

    llaman anular disperso. [18]

    2.3.8. Mapas de patrones de flujo

    En el estudio de flujo multifsico generalmente se utilizan los mapas de

    patrones de flujo.

    Los mapas de regmenes de flujo en tuberas tienen gran importancia, debido a

    la relacin existente entre el rgimen y la cada de presin. Estos mapas de flujo

    describen grficamente los diferentes regmenes de flujo que ocurren en un sistema

    de dos fases. La mayora de los mapas publicados usan la velocidad superficial del

    lquido y del gas como parmetros correlativos para definir los lmites de regmenes

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    de flujo. La velocidad superficial son los parmetros ms convenientes para usar,

    pero ellas son dependientes del sistema. En otras palabras, la localizacin de los

    lmites de rgimen de flujo generalmente cambia siempre que cambien las

    propiedades fsicas o el tamao de la tubera, la orientacin y la direccin del flujo.

    Los parmetros correlativos que toman en cuenta las propiedades fsicas son

    generalmente ms seguros cuando la extrapolacin se realiza en un mapa basado en

    un sistema gas - lquido a otro sistema requerido. Sin embargo, los mapas que utilizan

    parmetros correlativos ms complejos no predicen las transiciones de los regmenes

    de flujo con exactitud. Pero, si existe mayor cantidad de datos disponibles, los nuevosmapas tienden a predecir mejor las transiciones. Se debe destacar que estos lmites de

    transicin no estn bien definidos debido a las tcnicas empleadas. Estos lmites se

    deben considerar como graduales. [19]

    2.3.8.1. Mapa de flujo de Mandhane

    Es un mapa emprico desarrollado para determinar patrones de flujo

    multifsicos (gas- lquido), como funcin de las velocidades de superficie de las

    fases, el mismo se muestra en el apndice A. El mapa reporta los patrones de flujo:

    Estratificado (STRATIFIED), Estratificado Ondulante (WAVY), Anular (ANULAR

    MIST), Burbuja (BUBBLE), Tapn (Slug) y Disperso (DISPERSED). Los

    parmetros de este mapa son la velocidad superficial del lquido (Vsl) y la Velocidad

    Superficial del Gas (Vsg). [17]

    2.3.9. Flujo multifsico en tuberas horizontales

    El flujo multifsico en lneas es un problema difcil de modelar

    matemticamente; no obstante varias correlaciones empricas han mostrado que el

    clculo se lleva a cabo considerando el sistema de hidrocarburos compuestos por dos

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    seudo-componentes denotados como petrleo y gas, cada uno de los cuales tiene una

    composicin fija. Las propiedades fsicas de los fluidos dependen de la presin y

    temperatura, y se supone que el gradiente de temperatura es lineal, o se considera que

    el flujo es isotrmico.

    Para disear una tubera es necesario conocer el perfil de presiones que dicho

    fluido tiene a lo largo de la tubera que lo contiene, es decir, determinar la curva de

    gradiente, la cual permite visualizar la variacin de presin de fluido en todos los

    puntos de la tubera. La principal aplicacin prctica de los perfiles de presin en

    tuberas horizontales en la industria petrolera, consiste en determinar la contrapresinnecesaria en el cabezal del eductor, para llevar los fluidos producidos a una tasa

    determinada, desde el pozo hasta el separador. [20]

    2.3.9.1. Factores que afectan las curvas de gradiente horizontal

    En general el efecto de las variables ms importantes en el flujo multifsico a

    travs de tuberas horizontales es prcticamente el mismo que tienen en tuberas

    verticales. La principal diferencia est en el efecto de la relacin gas-lquido, por no

    considerarse la gravedad en el flujo horizontal.

    Dimetro de la Tubera: a menor dimetro, mayores sern las prdidas de

    presin a lo largo de la tubera.

    Tasa de flujo: a mayor tasa de flujo, mayor ser la velocidad de los fluidos

    transportados. Lo que provoca un aumento en las perdidas de presin por friccin.

    Relacin gas lquido: en tuberas horizontales, contrariamente a lo que ocurre

    en tuberas verticales, a mayor relacin gas-lquido, mayores son las prdidas de

    presin. Ello se debe a que la tubera debe de transportar un fluido adicional, en otras

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    palabras, a mayor relacin gas- lquido mayor ser la velocidad de la mezcla por lo

    que las prdidas de presin por friccin sern mayores.

    Viscosidad liquida: a mayor viscosidad de la fase liquida mayor ser la

    resistencia que dicha fase opone a fluir, por lo que mayores sern las prdidas de

    energa en la tubera.

    Relacin agua-petrleo: excepto para crudos viscosos, la relacin agua-petrleo

    no tiene un marcado efecto sobre las curvas de gradiente horizontal.

    Energa cintica: salvo para altas tasas de flujo en regiones de baja presin

    (menor de 150 lpc) donde la densidad es baja y la velocidad se incrementa

    rpidamente, el termino de aceleracin no se toma en cuenta.[20]

    2.3.10. Estaciones de flujo

    Las estaciones de flujo son instalaciones petroleras de superficie, formadas por

    un conjunto de tuberas y equipos conectados entre s, los cuales son diseados para

    recibir la produccin de una determinada rea, permitir la separacin de las fases

    lquida y gaseosa, medir dicha produccin, realizarle tratamiento qumico,

    proporcionarle un sitio de almacenamiento temporal y posteriormente bombearla a

    los patios de tanques y/o a los terminales de embarque. Los avances tecnolgicos han

    permitido que en la actualidad existan estaciones de flujo automatizadas, en las cuales

    parmetros importantes como: presiones, temperatura, crudo bombeado etc., pueden

    ser monitoreados a distancia por medio de un sistema de telemetra que enva seales

    a la sala de control, adems en algunos casos se puede inclusive realizar paradas o

    arranques de equipos desde el centro de operaciones automatizadas, lo cual representa

    una gran ventaja debido a que requieren un menor porcentaje de supervisin del

    personal de operaciones ubicado en el campo. [21]

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    2.3.10.1. Funciones de las estaciones de flujo

    Recolectar la produccin de los diversos pozos asociados a una determinadarea.

    Separar la fase lquida de la fase gaseosa, contenidas en el fluidomultifsico proveniente de cada uno de los pozos.

    Distribuir el gas recolectado, a las diferentes reas de operacin que lorequieran (plantas compresoras, procesos de inyeccin, etc.)

    Medir la produccin de petrleo, gas y agua provenientes de cada pozoproductor. Proporcionar a los fluidos producidos, un sitio de almacenamiento temporal.

    Bombear el crudo a las diversas reas de procesos o almacenamiento, talescomo estaciones de rebombeo, patio de tanques, terminales de embarque,

    etc.

    Para realizar todas estas funciones con xito, las estaciones de flujo cuentan con

    diversos equipos y accesorios, entre los que destacan: los mltiples de produccin,

    separadores, depuradores, tanques de almacenamiento, bombas, etc. [21]

    2.3.11. Estaciones de flujo convencional

    Una Estacin de Flujo Convencional es un conjunto de equipos

    interrelacionados que se encargan de recibir, separar, almacenar temporalmente y

    bombear los fluidos provenientes de los pozos los cuales estn compuestos por

    mezclas de crudo, gas, agua, arenas y contaminantes (Ver Figura 2.13).

    El objetivo fundamental de las Estaciones de Flujo Convencional en

    operaciones de produccin petrolera consiste en separar a las presiones ptimas los

    fluidos del pozo en sus tres componentes bsicos: crudo, gas y agua, para el posterior

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    tratamiento de los hidrocarburos, con el fin de mejorar el procesamiento y

    comercializacin de ellos (crudo y gas). Igualmente dentro de las Estaciones de Flujo

    Convencional hay equipos encargados de la medicin individual de cada pozo.

    Adems de los equipos principales del proceso que componen la estacin, estn

    los llamados accesorios los cuales cumplen funciones secundarias dentro de la

    estacin pero que son fundamentales para el proceso operacional.

    A medida que un campo se desarrolla, se hace necesario construir nuevos

    centros de recoleccin, al momento de la seleccin y ubicacin de las Estaciones deFlujo Convencional, el factor econmico es de gran influencia. [3]

    Figura 2.13. Sistema de Flujo Convencional [22]

    2.3.11.1. Componentes principales de una estacin de separacin de flujo

    Los componentes principales que forman parte del proceso principal de manejo

    del petrleo dentro de la Estacin de Flujo Convencional son:

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    Mltiples de produccin

    Los mltiples de produccin consiste generalmente de varios tubos colocados

    en posicin horizontal, paralelos uno respecto a otro y ambos conectados a cada una

    de las lneas de flujo. Entre ellos se tiene:

    Mltiple de produccin general

    Son los tubos en los cuales se recolecta la produccin de los pozos que llegan a

    las estaciones de flujo. En algunos casos, el mltiple de produccin consiste en unsolo tubo. Tambin ocurre con frecuencia que los mltiples estn formados por dos o

    cuatro tubos, esto se hace con el fin de poder manejar diferentes tipos de crudos y

    condensados. As por ejemplo, pozos con contenido de agua menos de 1% pueden ir a

    un cabezal en comn. Luego, estos pozos pueden pasar a la etapa de separacin gas -

    lquido y finalmente ir a los tanques de almacenamiento, sin pasar a las plantas

    deshidratadoras.

    Mltiple de prueba de pozos

    Se utiliza para aislar la lnea de flujo de cada pozo. Esto permite medir su

    produccin individual. En algunos casos, este cabezal es de menor dimetro que los

    de produccin. En situaciones de emergencia, el cabezal de prueba se puede utilizar

    como cabezal de produccin.

    De acuerdo a la presin de operacin a la entrada de la estacin, el mltiple se

    clasifica en dos tipos:

    a) De baja Presin: Es la lnea de produccin general conectada a laentrada del separador de produccin de baja presin con valores

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    comprendidos entre los 0 a 100 psig que recibe la produccin de

    aquellos pozos que requieren contrapresin menor al fluir, debido a las

    condiciones de yacimiento.

    b) De alta presin: Es la lnea de produccin general que est conectada ala entrada del separador de produccin de alta presin con valores

    mayores a los 100 psig y recibe a una presin mayor la produccin de

    los pozos capaces de fluir, motivado a las caractersticas del yacimiento.[3]

    Separador Gas Lquido

    Generalmente, el flujo que se obtiene de un yacimiento petrolfero es de

    naturaleza multifsica. La separacin fsica de estas fases es una de las operaciones

    esenciales en la produccin, tratamiento y transporte de crudos y gases.

    El propsito de un separador lquidogas es separar corrientes mezcladas de

    lquido y gas de forma tal que se minimice el arrastre de pequeas gotas de lquido en

    la corriente de gas. En la Figura 2.14 se puede observar los separadores comnmente

    utilizados por la industria.

    La separacin gaslquido se basa principalmente en las diferencias de

    densidad de las fases. Un separador tambin puede llamarse extractor o tambor. Esta

    terminologa es empleada sin importar la forma que posea dicho equipo.

    La principal funcin de los separadores de petrleo y gas es la de separar la

    mezcla en dos corrientes: una lquida y otra gaseosa; sin embargo, existen equipos

    que adicionalmente separan el agua del petrleo por lo que se comportan como

    separadores trifsicos si tales cantidades son considerables.

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    Figura 2.14. Separadores

    Fuente: Propia

    Cuando se disea un separador es necesario tomar en cuenta ciertos factores y

    propiedades asociados con los fluidos a ser procesados. Entre estos factores estn los

    siguientes:

    Las tasas de flujo mnimo, mximo y promedio de lquido y gas. La temperatura y presin de operacin del separador. Las propiedades fsicas de los fluidos, tales como: densidad, viscosidad y

    corrosividad.

    La presin de diseo del separador. El nmero de fases que debe manejar el separador. Por ejemplo, lquido

    gas (separador bifsico) o crudo-agua-gas (separador trifsico).

    Las impurezas que pueden estar presenta en los fluidos, tales como: arena,parafinas y otras.

    La tendencia de los fluidos a formar espumas y el efecto de tales espumas enel fluido corriente abajo.

    Las variaciones transitorias que pueden tenerse en la tasa de alimentacin alseparador. [23]

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    Los separadores pueden clasificarse segn varios criterios, entre los cuales

    estn:

    1. Segn su Funcin

    a) Separadores de Produccin: Son separadores que reciben los fluidosprovenientes de la lnea general del mltiple de produccin general.

    b) Separadores de prueba: son aquellos separadore