Análisis De Los Componentes Principales De Un CPF

Análisis de los componentes principales de un CPF (Centro de Facilidades de Superficie).

Introducción

Las Estaciones de Flujo son un importante componente de la cadena de producción de crudo, en ellas se separa el gas del crudo además de eliminar las impurezas que trae el petróleo desde el pozo.

Una estación de flujo la podemos definir como un conjunto de equipos interrelacionados para recibir, medir, almacenar temporalmente y bombear los fluidos provenientes de los pozos ubicados en sus alrededores.

Este ensayo tiene como objetivo proveer una descripción actualizada y breve de los equipos involucrados en los procesos que son llevados a cabo en una estación de flujo.

Etapas del Proceso de Producción de Petróleo

Flujo en el yacimiento:

Esta fase se refiere a la difícil y complicada trayectoria que sigue el petróleo dentro del yacimiento a miles de metros de profundidad a través de los microcanales de roca porosa y permeable hasta llegar al fondo del pozo. (Gracias a la presión o energía natural que existe en el yacimiento)

Producción del Pozo:

Una vez que el petróleo llega al fondo del pozo, continúa su recorrido por la tubería vertical de producción hasta alcanzar la superficie. A medida que el petróleo asciende (bien sea por medios naturales o por métodos de levantamiento artificial) la presión disminuye y ocurre la liberación del gas originalmente disuelto en el crudo.

Recolección de Petróleo:

Después que el petróleo de cada uno de los pozos del yacimiento ha alcanzado la superficie, se recolecta mediante un sistema de líneas de flujo que van desde el cabezal de los pozos hasta las estaciones de flujo.

Descripción de una Estación de Flujo

Una Estación de Flujo es un conjunto de equipos interrelacionados que reciben los fluidos provenientes de los pozos (hidrocarburos, agua, arenas y contaminantes) con el propósito de procesarlos.

Los equipos de proceso o equipos mayores se encargan de recibir, procesar y bombear el petróleo crudo y gas provenientes de los pozos asociados a la Estación de Flujo, para que posteriormente pasen a otras instalaciones y sean tratados y comercializados hacia los mercados nacionales e internacionales.

Los equipos auxiliares son equipos que están dentro de las instalaciones, y proporcionan los servicios industriales y de seguridad requeridos en una instalación Petrolera.

Funciones de una Estación de Flujo:

• Recolectar la producción de los diferentes pozos de una determinada área.

• Separar la fase liquida y gaseosa del fluido multifásico proveniente de los pozos productores.

• Medir la producción de petróleo, agua y gas de cada pozo productor.

• Proporcionar un sitio para el almacenamiento temporal de petróleo.

• Bombear el petróleo a patio de tanques.

Componentes Básicos:

• Múltiple de producción.

• Líneas de flujo.

• Separador de producción General.

• Separador de Prueba.

• Depurador de gas

• Calentadores o calderas (para crudos pesados).

• Bombas de crudo.

• Bombas Inyección de química.

• Equipos auxiliares (instrumentos de medición, válvulas, etc).

Figura 1: Componentes básicos de una Estación de Flujo

Proceso de Manejo del Petróleo dentro de una Estación de Flujo

El proceso de manejo se divide en ocho (8) etapas generales, las cuales se explican a continuación:

• Etapa de recolección

• Separación

• Depuración

• Medición de Crudo

• Calentamiento

• Deshidratación

• Almacenamiento

• Bombeo

Etapa de Recolección: Consiste en recolectar la producción de los diferentes pozos o clusters (grupo de pozos) de una determinada área a través de tuberías tendidas desde el pozo hasta la estación de flujo respectiva.

Figura 2: Múltiple de Producción

Descripción Breve de los equipos:

Múltiple:

Son un conjunto de tuberías y válvulas que reciben la mezcla de fases (líquido/ agua) provenientes de los pozos, y permiten las facilidades de manejo del crudo, garantizando la selección de la dirección deseada del flujo a través del múltiple.

Componentes del Múltiple:

Múltiple de producción: Es la línea o tubo en el cual se recolecta la producción de los pozos que son enviados a los separadores de producción. Esta línea tiene la característica de ser la de mayor diámetro debido a los volúmenes de fluido que ella maneja. De acuerdo a la presión de operación a la entrada de la estación, el múltiple de producción se clasifica en dos tipos: Alta presión y baja presión

Múltiple de Prueba: Se caracteriza por ser de menor diámetro que la línea de producción general, los diámetros que comúnmente son empleados son 2, 4, 6 y 8 pulgadas y tiene la función de aislar la producción de un (1) pozo a cual se le deba medir su producción individual.

Accesorios del Múltiple (Válvulas): Son dispositivos construidos de diferentes diámetros, series y rangos de trabajo que tienen la función de regular el paso del flujo.

Etapa de Separación: Una vez recolectado, el crudo o mezcla de fases (líquida/ gas) se somete al proceso de separación de fases en los separadores liquido/gas, dentro de los equipos destinados para tal fin. La separación ocurre a distintos niveles de presión y temperatura, establecidas por las condiciones del pozo en productor de crudo.

Figura 3: Separadores

Después de completado el proceso de separación, el gas sale por la parte superior y el líquido por la inferior del recipiente, posteriormente el crudo se envía hacia los Tanques de Almacenamiento y el gas pasa al gasoducto, plantas compresoras o alimentar los servicios auxiliares de la Estación.

Es importante señalar que las presiones de trabajo son mantenidas por los instrumentos de control del separador.

Descripción Breve de los equipos:

Separadores de Gas-Liquido: Son recipientes a presión que tienen la función de separar la mezcla de dos fases (líquido/gas) dependiendo del producto que se maneje. Los separadores reciben la mezcla a través del múltiple. Este proceso se lleva en cabo a las condiciones de presión y temperatura del crudo.

Etapa de Depuración: Por esta etapa pasa únicamente el gas que proviene de la etapa de separación, su objetivo es extraer de la corriente de gas remanente de petróleo que viaja en forma de suspensión, además de eliminar los elementos tóxicos y corrosivos que puedan haber en el gas como lo son H2S y CO2. Los líquidos recuperados en esta etapa son reinsertados a la línea de líquido que va hacia los tanques de lavado o de almacenamiento según sea el caso.

Figura 4: Depurador

Descripción Breve de los equipos:

Depuradores de Gas: Son recipientes a presión de similares características a los separadores. La diferencia entre el separador de líquido/gas y el Depurador de gas, son los elementos físicos instalados en el depurador, que permitan purificar el gas y eliminar diminutas partículas de petróleo en suspensión, provenientes de los separadores de producción y medida.

Los depuradores de gas son diseñados para trabajar a volumen y presión constante, de tal manera que el gas sea más seco, evitando así el posible envió de líquido a las plantas compresoras.

Etapa de Medición de Petróleo: El proceso de medición de fluidos y posterior procesamiento de datos, se hace con la finalidad de conocer la producción general de la estación y/o producción individual de cada pozo. La información sobre las tasas de producción es de vital importancia en la planificación de la instalación del equipo de superficie y subterraneo.

Figura 5: Separador de Prueba

Descripción Breve de los equipos:

Separador de Prueba: Son recipientes a presión que tienen la función de separar la mezcla de dos fases (líquido/gas) y que poseen un sistema registrador de las descargas de fluido, hechas por el separador en un tiempo determinado o un contador mecánico o de desplazamiento positivo, que contabiliza la cantidad del fluido que pasa a través de él, en un tiempo determinado. En uno u otro caso, el número de descargas dependerá de la producción del pozo.

Medidor de Flujo: dispositivo de medición instalado en la tubería de gas, el cual tiene conexiones a ambos lados de una placa de orificio variable. El diámetro de la placa de orificio a ser usado para cada pozo depende de la cantidad de gas producido por éste.

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