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Proceso inicial del procesamiento del gas natural.

Este proceso da comienzo al extraer por expansión el gas, esto significa que la misma presión del este está contenida en los depósitos de las rocas, produce el impulso de los fluidos hacia las paredes del pozo para luego subir al exterior.

La composición del gas natural crudo extraído de los pozos de producción depende del tipo, la profundidad, y la ubicación del depósito subterráneo y la geología de la zona.

El Petróleo y gas natural a menudo se encuentran juntos en el mismo depósito. El gas natural producido de pozos de petróleo se clasifica generalmente como asociado disuelto, lo que significa que el gas natural se asocia o se disuelve en el petróleo crudo y la producción de gas natural en ausencia de cualquier forma de asociación con el petróleo crudo se clasifica como no asociado.

El gas natural y el gas asociado de petróleo tratado, se utiliza en calidad de combustible para las necesidades domésticas y para la obtención de energía eléctrica barata, pero también sabemos que existen pozos que son exclusivamente gasíferos, es decir no estamos en presencia de gas asociado a petróleo sino de gas libre, el cual no necesariamente tiene que ser seco.

En estos casos contamos con instalaciones acondicionadas para la separación primaria de líquidos, el manejo y control de la producción de gas.

Separadores.

Son usados para remover los líquidos de los gases, los separadores de petróleo y gas lidian y soportan una gran cantidad de masa de materiales con una gran eficiencia. Por ejemplo, con un flujo de 10MmSCF por día de gas con una gravedad y especifica de 0.70 y 1000 de bbl por día de 35ºAPI de petróleo, el separador está manipulando 270 toneladas de gas y 150 tonelada de líquido por día. El separador para campos de petróleos usual permite un máximo de trasporte de líquido de 0.10 gal de líquido por millón de SCF de gas, o un máximo de 10 partes de líquido transportado por cada millón de partes de material manipulado.

Funcionamiento de un separador.

En general un separador para realizar sus funciones de retirar todo el líquido del gas y todo el gas del líquido consta de las cuatro secciones, pero además posee una serie de dispositivos en cada una de sus secciones que ayudan a un funcionamiento más efectivo del separador.

Tipos de separadores

Separador vertical bifásico.

La mezcla de fluidos entra por un punto intermedio del separador que es llamada sección de separación primaria y al hacerlo pasa por el elemento desgasificador el cual se encarga de distribuir el

Chorro de fluido que está entrando y facilitar así la separación del gas y el líquido que vienen libres además de mejorar la posibilidad de escape del gas del líquido que son gases que aún no se ha liberado. Algunas veces al entrar el fluido al separador no pasa por elemento desgasificador, especialmente cuando hay poco gas, sino que más bien el chorro de líquido al entrar choca contra una placa deflectora o contra un elemento giratorio buscando con esto distribuir la dirección de flujo en el primer caso o generar fuerza centrífuga en el segundo caso, en ambos casos se mejora la oportunidad de separar el gas y el líquido, por otro lado al chocar la corriente de fluido contra la placa deflectora ésta se distribuye a través de toda el área del separador y será mucho más fácil la separación de gas y líquido.

Cuando la corriente choca contra un elemento giratorio éste al recibir el impacto empieza a rotar y al hacerlo impulsa el fluido que choca contra él hacía a las paredes del separador, pero como el líquido es más pesado que el gas adquiere mayor fuerza centrífuga y trata de escaparse más rápido hacia las paredes, de esta manera la fuerza centrífuga ayuda a separar gas y líquido. En consecuencia, en esta sección primaria las fuerzas de separación son gravedad y fuerza centrífuga.

Después de la sección de separación primaria, el gas sigue hacia arriba y pasa por la sección de separación secundaria donde algunas gotas de líquido que han sido arrastradas por el gas que se separó en la sección primaria, se caen por gravedad. En esta sección generalmente no hay medios mecánicos que ayuden a la separación, esta es por gravedad.

Luego de la sección secundaria, el gas pasa por la sección extractora de humedad en la cual todas las gotas del líquido que no alcanzaron a separarse en la sección secundaria son extraídas mediante algún método mecánico, esta sección hace las veces de un filtro por el cual pasa el gas pero no alcanza a pasar el líquido. En el extractor de humedad el gas va a encontrar una serie de obstáculos con los cuales choca y al hacerlo queda adherida parte del líquido en forma de pequeñas gotas las cuales se van uniendo y luego caen.

Se debe aclarar que un extractor en forma de filtro a base de alambre enrollado no es recomendable cuando se tiene producción de crudos que presentan depositación de parafinas. En la sección extractora de humedad el mecanismo de separación es una combinación de impacto, adsorción y gravedad. Después de pasar el gas por la sección extractora de humedad sale a la parte superior del separador en donde se encuentra la salida para el gas.

El líquido que se separa en la sección de separación primaria además de las gotas que caen de las secciones de separación secundaria y extractora de humedad se cae hacia la sección de acumulación de líquido que, como ya se dijo, cumple con dos funciones importantes, por una parte permitir que el líquido permanezca un determinado tiempo en reposo y así el gas que haya podido venirse atrapado en el líquido tenga oportunidad de escaparse, y por otra parte el colchón de líquido impide que el gas se escape por la salida del líquido. Muchas veces la sección de acumulación de líquido está separada del resto del separador por un bafle o placa cuya

función es tratar de mantener la superficie del líquido lo menos turbulenta posible, lo cual también facilita la liberación del gas; el líquido antes de pasar hacia la sección de acumulación de líquido cae sobre el bafle o placa y pasa hacia abajo a través de orificios o ranuras del bafle.

Separadores horizontales.

Se usan generalmente cuando la producción de gas empieza a ser alta, la producción de líquido es más o menos uniforme y no se presentan variaciones bruscas en el nivel de fluido dentro del separador. Cuando hay producción alta tanto de líquido como de gas se usan los separadores horizontales de dos tubos en el cual en el tubo superior se maneja el gas y en el inferior el líquido.

La mezcla de fluidos entra a este tipo de separadores por un extremo del cilindro y al hacerlo choca contra un elemento giratorio el cual le imprime fuerza centrífuga a las fases líquida y gaseosa ayudando a que se separen y al hacerlo, el líquido cae por gravedad hacia la parte inferior del separador; la zona donde se presenta esta separación inicial de fluidos se puede considerar como la sección de separación primaria.

Como en el separador horizontal no hay un trayecto en dirección vertical apreciable por donde pueda viajar el gas y permitir que parte de las gotas de líquido que ha arrastrado caigan, se recurre a medios mecánicos para retirarle la humedad al gas; por este motivo el gas se hace pasar por una serie de placas, llamadas placas de rectificación

con las cuales va establecer contacto con el gas y al hacerlo, gran parte de las gotas de líquido que está arrastrando se adherirán a las placas y luego caerán al fondo del separador; esta sección de rectificación viene a desempeñar la función de la sección de separación secundaria.

Después de salir el gas de la sección de rectificación pasa hacia la sección extractora de humedad cuya forma y funcionamiento es similar a las descritas en el separador vertical, se debe aclarar sin embargo que la sección extractora de humedad no es tan necesaria en los separadores horizontales como en los verticales pues, por una parte la sección rectificadora la mayoría de las veces es bastante efectiva y, por otra parte el recorrido del gas es más largo que en el caso vertical, lo cual da más oportunidad de que el líquido se separe del gas; en caso de usar sección extractora de humedad se debe tener en cuenta el tipo de crudo que se vaya a tratar para seleccionar el filtro.

Es importante saber que no se debe usar un filtro de alambre enrollado si el crudo presenta depositación de parafinas, después de pasar el gas por la sección extractora de humedad busca la salida para el gas.

El líquido que se ha separado en las secciones primarias, de rectificación y extractora de humedad busca la sección de acumulación de fluidos, la cual es la sección inferior del cilindro y está separada de las demás secciones por una placa o bafle horizontal con orificios o ranuras a través de las cuales pasa el líquido hacia abajo, esta sección posee la salida del separador para la fase líquida pero

Como la altura de la columna de fluido en esta sección es tan pequeña la mayoría de las veces, en esta salida se pueden formar vórtices lo cual permitiría que se escapara gas con el líquido, para evitar esto se usa el tubo ranurado, conocido como rompedor de vórtices.

Cuando se tiene un separador horizontal de dos tubos, las secciones de separación primaria, de rectificación y extractora de humedad se encuentran en el tubo superior, es decir el tubo superior es semejante a un separador horizontal de un solo tubo con la excepción de que no posee sección de acumulación de líquido, esta función la cumple el tubo inferior; el tubo superior está comunicado, generalmente en sus dos extremos, con el tubo inferior para permitir el paso del líquido.

Existen pasos fundamentales en las operaciones de procesamiento de gas natural como: