ANALISIS DEL CRUDO

ETAPA DE CALENTAMIENTOEste calentamiento se puede hacer de manera directa o indirecta:La manera indirecta es el calentamiento convencional de una corriente mediante un intercambiador de carcasa-tubos, utilizando como medio calefactor cualquier fluido trmico o el propio crudo deshidratado caliente que va a almacenamiento.La manera directa consiste bsicamente en el calentamiento mediante un tubo en el que se produce una combustin, en unos quemadores, del propio crudo, diesel o fuel gas. Por contacto directo de dicho tubo con la emulsin se consigue el calentamiento de esta.

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4ETAPA DE CALENTAMIENTOEQUIPOS UTILIZADOS - CALENTADORESSe define como un equipo donde se genera calor que se obtiene de la combustin de combustibles, generalmente lquidos o gaseosos, con el oxgeno del aire; usualmente se suministra aire en exceso. En ellos los gases que resultan de la combustin ocupan la mayor parte del volumen de calentamiento. Este contiene varias cmaras formadas por una serie de tuberas con serpentines y por cuyo interior circula el fluido que se desea calentar con el calor que genera la combustin. Por el interior de la caja circula el fuego generado por los quemadores, el cual es transmitido al crudo que la rodea. Durante este proceso el crudo alcanza una temperatura de 190 F aproximadamente. Este proceso se realiza en dos o tres etapas. Luego el crudo con el agua caliente es desplazado hasta el tanque de lavado.5ETAPA DE CALENTAMIENTOLas funciones del calentador son: Calentar la emulsin hasta el punto requerido para conseguir la fcil separacin de petrleo y el agua. Eliminar la mayor parte del gas de la emulsin. Separar cantidades apreciables de agua libre, si se encuentran. Los instrumentos que controlan el proceso de calentamiento del petrleo se resumen en la siguiente tabla:

6PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONEn esta etapa, tendremos que alcanzar finalmente la especificacin del crudo de venta para lo cual se tendr que tratar el mismo con mtodos ms rigurosos con el fin de romper las emulsiones formadas. Para esto tendremos que pensar en utilizar calor, qumicos desemulsificantes, y campos elctricos para conseguir el objetivo.Este tratamiento se justifica cuando el petrleo producido no es aceptable para traslado al oleoducto. Como regla general, cuando el contenido de Sedimentos Bsicos y Agua exceda la norma postulada por el oleoducto, debe tratarse el petrleo hmedo.Los oleoductos especifican que ningn crudo cuyo contenido de SB & A exceda el 1% se aceptar en su sistema. No obstante, cuando se quiere evitar el cierre de pozos por falta de almacenamiento o por que es antieconmico el tratamiento de las emulsiones, los oleoductos pueden aceptar crudos con hasta 3% de SB & A.7PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONPROBLEMA DE EMULSIONESAl desarrollar la actividad de produccin, se produce una gran cantidad de petrleo en la forma de una emulsin estable que requiere medios mecnicos para la separacin.La emulsin es una mezcla de lquidos inmiscibles (lquidos que no se mezclan bajo condiciones normales). Uno de los lquidos se dispersa completamente en el otro en la forma de diminutas gotitas, tan pequeas que en muchos casos se podran colocar mas de 50 de ellas en la cabeza de un alfiler.

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9PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONFORMACION DE LAS EMULSIONES:Se necesitan tres condiciones para la formacin de una emulsin estable (esto es, una emulsin que no se fracture sin ninguna clase de tratamiento): Dos lquidos inmiscibles. Agitacin suficiente para dispersar un lquido en diminutas gotitas dentro del otro. La presencia de un agente emulsificador. AGENTES EMULSIFICADORES EN EL PETRLEOLos agentes emulsificadores comnmente encontrados en el petrleo incluyen asfalto, substancias resinosas, cidos orgnicos solubles en petrleo y otros materiales como hierro, zinc, carbonato de calcio, slica, sulfato de aluminio y sulfito de hierro. El sulfito de hierro, se encuentra especialmente en muchos petrleos crudos sulfurosos. 10PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONFASES DE EMULSIONEn una emulsin, el lquido que se disuelve en pequeas gotitas se conoce como la fase dispersa o interna. El lquido que rodea las gotitas se llama fase continua o externa. En una emulsin de petrleo y agua la fase dispersa puede ser cualquiera de loa dos. Segn las caractersticas del agente emulsificador, aunque en la mayora de los casos, el agua se forma en pequeas gotas en el petrleo. Dependiendo de las propiedades de los lquidos, el porcentaje de cada uno, la clase y cantidad del emulsificante, las emulsiones pueden estar muy estables o inestables.

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12PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONTIPOS DE TRATAMIENTO:TRATAMIENTO QUIMICOSe agregan determinadas sustancias qumicas llamadas DEMULSIFICANTES, los cuales se concentran en la interface de la emulsin y atacan la sustancia causante de la emulsin ya sea por alteracin de la tensin interfacial, por variacin de la MOJABILIDAD, debilitacin de la pelcula emulsificante o neutralizando las cargas de los glbulos de la emulsin.Los agentes DEMULSIFICANTES ms comunes para emulsiones normales son:Slice finamente pulverizada.xido de hierroArcillaSales solubles en agua (NaCl).

13PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONPara la determinacin del demulsificante apropiado, se realizan pruebas de laboratorio, variando productos y dosificaciones.Su aplicacin debe incluir una buena agitacin y tiempo prudencial de mezcla, por esta razn es importante escoger el mejor sitio de inyeccin. Estos sitios pueden ser la lnea de flujo (cerca de cabeza de pozo), en el fondo del pozo a travs del anular entre casing y tubing, en tanques, etc.Dentro de las ventajas de este tratamiento tenemos:Bajo costo de instalacin y operacinEquipo y proceso sencilloAdaptable fcilmente para altas y bajas presionesDemulsificacin rpida y efectivaNo alteracin de calidad del crudo14PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONTRATAMIENTO TERMICOSe aplica calor a las emulsiones. Con el fin de reducir la cantidad de calor requerida, es necesario, liberar el gas y el agua libre antes de realizar el tratamiento. Cuando se aplica calor se favorece el rompimiento de la emulsin por las siguientes razones:Dilata la pelcula de emulsificante que rodea las gotas de agua, la debilita y facilita la unin de final del agua.Incrementa el movimiento de las molculas de agua, propiciando la colisin entre ellas y rompiendo la pelcula que las separaba inicialmente.Reduce la viscosidad del crudo. Mejor movimiento y colisiones.Ayuda a aumentar la diferencia de densidad entre el crudo y el agua, facilitando la segregacin.Reduce la tensin superficial del agua, facilitando la unin de los glbulos.

15PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONTRATAMIENTO ELECTRICOAl pasar gotas de agua en medio de dos electrodos a los cuales se les carga con un alto voltaje, las gotas adquieren carga por Induccin, un lado con carga positiva y el otro con carga negativa, lo que origina una atraccin entre los lados con cargas opuestas, alinendose y formando cadenas continuas que ms tarde se asientan en la fase acuosa. Este proceso se facilita por incrementos de temperatura. Los voltajes aplicados varan entre 5000 y 10000 voltios por pulgada entre los electrodos.TRATAMIENTO POR FILTRACIONLa emulsin es rota al hacerla pasar por un medio poroso (filtro) bajo condiciones especiales de presin.Cuando el medio poroso es de tipo humedecido por agua, la fase de crudo pasa a travs y se estabiliza en la parte superior, mientras que el agua es absorbida por el lecho filtrante facilitando su sedimentacin en la fase acuosa.16PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONLos materiales ms comnmente usado en este tratamiento son:Biruta de madera especial.Arena.Tierra de diatomceas.Lana de vidrio.Este proceso solo se ve operar en campos viejos, pues actualmente se utilizan procesos combinados de Demulsificacin ms sofisticados y eficientes.

17PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONCONSIDERACIONES DE DISEO Y OPERACIN

Tratadores convencionales y verticalesEn este tipo de tratadores en la seccin de coalescencia o bien no tenemos internos o lo que hay son coalescedores como los que ya hemos tratado anteriormente.

Esto ser la funcin de la calidad que se requiera a la salida y del contenido en agua de la entrada.

18PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONEn esta etapa, tendremos que alcanzar finalmente la especificacin del crudo de venta para lo cual se tendr que tratar el mismo con mtodos ms rigurosos con el fin de romper las emulsiones formadas. Para esto tendremos que pensar en utilizar calor, qumicos desemulsificantes, y campos elctricos para conseguir el objetivo.Este tratamiento se justifica cuando el petrleo producido no es aceptable para traslado al oleoducto. Como regla general, cuando el contenido de Sedimentos Bsicos y Agua exceda la norma postulada por el oleoducto, debe tratarse el petrleo hmedo.Los oleoductos especifican que ningn crudo cuyo contenido de SB & A exceda el 1% se aceptar en su sistema. No obstante, cuando se quiere evitar el cierre de pozos por falta de almacenamiento o por que es antieconmico el tratamiento de las emulsiones, los oleoductos pueden aceptar crudos con hasta 3% de SB & A.19PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACION

20PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONTratadores electrostticosEn este tipo de tratadores en la seccin de coalescencia se instalan electrodos que van a generar un campo elctrico con el que se favorece la coalescencia de las gotas de agua, ya que como todos sabemos, la componen molculas polares.

21PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONTratadores verticales

22PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONProceso de desalacinAlgunos crudos tienen alto contenido de sal y requieren procesos de desalacin luego de la deshidratacin; por tanto, generalmente se aade agua fresca y se somete el crudo a un segundo proceso de deshidratacin. La desalacin es necesaria para evitar daos a los equipos por la formacin de cloruros de sales bivalentes. Estas salen pueden ocasionar obstruccin en los equipos y envenenamiento de los catalizadores en procesos de conversin ms complejos.El contenido aceptable de sal vara de acuerdo a los contratos de venta, pero generalmente no debe ser ms de (43 a 57 gramos de sal por metro cbico) para refineras sencillas. Para las que tienen procesos ms complejos y usan catalizadores, las especificaciones son ms exigentes y pueden llegar a 2.9 gramos de sal por metro cbico.23PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONProceso de desalacin

24PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONSistema de tratamiento qumicoSe utilizan para fracturar las emulsiones. En el pasado se usaban productos como cido clorhdrico, leja, jabn en polvo y otros cuya utilidad fue hallada al tanteo. Posteriormente, se formaron compaas de reactivos qumicos que se dedicaron a investigar y manufacturaron compuestos para fracturar las emulsiones.Los productos se inyectan al pozo directamente a travs de dos puntos identificados para tal fin. Deben aplicarse a la emulsin tan pronto se tengan disponibles para su uso y se hace por medio de bombas, las cuales pueden inyectar los productos en el pozo o en las lneas de flujo. La experiencia indica que lo mejor es aplicarlo por goteo (los qumicos son ms pesados que la emulsin y podran formar grumos y precipitarse hacia el fondo del tanque y mezclarse con el estrato de agua libre que permanece en el fondo del tanque). Y gravedad ya sea en la parte superior de los tanques de tratamiento o en las lneas de produccin a travs de un aplicador en la entrada del aforo.25PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACION

26PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONTratamiento qumico en el pozoExiste una teora que dice que una emulsin aumenta en viscosidad de acuerdo con su grado de dispersin. El agua se dispersa en el petrleo por agitacin y es lgico que una emulsin ms viscosa resultar del aumento de la agitacin. Ya que una emulsin viscosa resiste al flujo, algunas veces la prctica en la produccin sugiere que la demulsificacin se logre mediante la aplicacin de compuestos dentro del pozo, de manera que el petrleo pueda producirse ms fcilmente. El calor presente en el pozo tambin tiende a disminuir La viscosidad. Y el tratamiento del pozo tiende a evitar la emulsificacin.

27PROCESO DE DESHIDRATACION Y DESALACIONTratamiento qumico en las lneas de flujoEl tratamiento en la lnea de flujo, al igual que el tratamiento en el fondo del pozo, requiere que el reactivo qumico se agregue a la emulsin en el punto donde hay agitacin y tiempo adecuados para el tratamiento. El punto ms comnmente usado para la inyeccin en la tubera de flujo durante el tratamiento es corriente arriba del separador, frecuentemente en el cabezal del pozo.Tratamiento en los tanques (por lote)Es el mtodo ms antiguo de tratamiento. Se agrega el compuesto qumico a la emulsin la cual se agita soplndola con gas o agitndola manualmente, luego se calienta la emulsin por medio de serpentines de calefaccin por vapor y se espera que el agua se asiente, drenndola por el fondo del tanque.28ESTABILIZACION DE CRUDO PARA TRANSPORTEPROCESO DE ESTABILIZACIN DEL CRUDOUna de las especificaciones que ha de cumplir el crudo de venta es el de tener una cantidad de ligeros tal que el transporte y almacenaje del crudo sea seguro. La manera de cuantificar estos es mediante la presin de vapor Reid (RVP) del crudo. As esta, tendr que ser como mximo 10-12 psia.El separar estos ligeros del crudo se pueden realizar de varias maneras:Varias etapas de separacin (flashes) desde la presin de flujo de los pozos hasta presin atmosfrica.Columna de estabilizacin combinada con separaciones previas.Calentamiento en algn momento de la separacin para desprender ligeros.

29ESTABILIZACION DE CRUDO PARA TRANSPORTEEn el caso de crudos con GOR alto y con alto contenido en H2S es posible sustituir la ltima etapa de separacin con una columna de estabilizacin.Con esta columna se consigue un ajuste ms fino de la RVP maximizando la produccin de crudo disminuyendo tambin los consumos de potencia de los compresores, ya que entre otras cosas, la presin habitual de operacin de la columna se encuentra entorno a los 100-160 psia, lo cual frente a la presin de operacin habitual de la ltima etapa de un proceso convencional por etapas que esta entorno a los 25-50 psig.En cuanto al contenido de H2S hay que decir que normalmente la restriccin de este en el crudo de venta est en torno a 10-60 ppmw. En el caso de crudos con alto contenido en H2S se justifica el uso de este tipo de columnas para reducir el H2S.

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