El documento describe los procesos de manejo de la producción de petróleo en superficie. Una vez el petróleo sale del pozo, es llevado a una estación de recolección donde se separa el gas, petróleo y agua a través de separadores. Luego, el petróleo y agua son tratados para romper emulsiones mediante métodos térmicos, químicos o electrostáticos antes de almacenarlos o transportarlos.

1. MANEJO DE LA PRODUCCIÓN EN
SUPERFICIE
Introducción a la Ingeniería de
Petróleos.

2. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Una vez los fluidos provenientes de los pozos se
encuentran en la cabeza de los mismos son recolectados y
llevados a una batería en donde se llevan a cabo los
procesos de separación, purificación y fiscalización con el
fin de almacenarlos o enviarlos a la refinería.
El flujo del pozo consiste preponderantemente de petróleo
al cual está asociado un cierto volumen de gas: relación
gas-aceite (GOR), que se mide en scf/STB.
Además el flujo de petróleo y gas puede mostrar la
presencia de agua y sedimentos procedentes del
yacimiento productor.

3. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Estación de recolección
Comúnmente conocida como batería. Es la estación
central de recolección, tratamiento, prueba,
almacenamiento y fiscalización del crudo producido por los
pozos de un área.
Está constituida por elementos con funciones específicas
y unidas entre sí por medio de líneas, válvulas y controles.
El fluido del pozo llega al manifold de entrada, allí
mediante válvulas y conexiones se envía a los diferentes
separadores, en donde en el mejor de los casos se puede
separar el gas, el petróleo y el agua libre.

4. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Si el petróleo y el agua se encuentran emulsionados se
hace necesario remover el agua y obtener el petróleo con
las especificaciones requeridas. Para esto es necesario
aplicar un método de tratamiento o una combinación de
estos; luego el petróleo fluye a los tanques para una
posterior decantación y una vez cumpla con ciertos
requisitos en transferido al oleoducto o transportado en
carrotanques.
El gas separado es enviado a la succión de un sistema
de compresión o directamente a su destino; el gas
excedente o de venteo es descargado a la atmósfera o
quemado en una tea.

5. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

6. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Múltiple de producción
En la estación de flujo y de recolección, el
múltiple de producción representa un sistema de
recibo al cual llegan las líneas de cada pozo
productor asignado a cada estación.
El múltiple facilita el manejo de la producción total
de los pozos que ha de pasar por los
separadores, como también del aislamiento de
pozos para pruebas individuales y de producción.

7. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Múltiple de producción

8. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Múltiple de producción

9. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Sistemas de separación de crudo
Los separadores de petróleo y gas son recipientes
cerrados que trabajan a presión con el fin de separar el
líquido y el gas de una corriente combinada.
En el proceso de separación el factor principal que ayuda a
la separación de fluidos es la gravedad, complicándose
cuando existen densidades similares entre los fluidos.
Los separadores se fabrican en acero cuyas características
corresponden a las normas establecidas para funcionar en
etapas específicas de alta, mediana o baja presión.

10. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

11. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Clasificación de los separadores
• Según el número de fases
- Bifásicos: separan gas y líquido
- Trifásicos: separan gas, petróleo y agua
2. Según su forma
- Cilíndricos
- Esféricos
3. Según la posición en que son instalados
- Verticales
- Horizontales
4. Según su utilización en la batería
-De prueba
-Generales
5. Según las condiciones de operación
-de alta, media y baja presión

12. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

13. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

14. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

15. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

16. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

17. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Separador Trifásico Horizontal.

18. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Separador Trifásico Vertical.

19. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
SISTEMA DE TRATAMIENTO DE PETROLEO
Los fluidos producidos de la formación cuando salen del
fondo del pozo son una mezcla de petróleo crudo, gas
natural, agua y sedimentos básicos, generalmente en
forma de emulsión, por lo cual se hace necesario el uso
de ayudas físico-mecánicas y químicas para una óptima
separación de fases.
Emulsión: es una mezcla de dos fluidos inmiscibles que
están formando una fase homogénea.
Las emulsiones se clasifican de acuerdo a su estabilidad
como estables e inestables; según su facilidad a
romperse, como flojas o duras y según su naturaleza
como normales o inversas.

20. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
TRATAMIENTO DE EMULSIONES
La facilidad o dificultad en el tratamiento depende del
tipo de emulsión, de las propiedades del aceite y del
agua y de las proporciones en que se encuentren.
El principal objetivo del tratamiento de campo es
neutralizar o destruir los agentes emulsificantes, para
después separar las emulsiones.
El primer paso en un tratamiento es el análisis de
laboratorio donde se determinará qué tipo de emulsión
se tiene, el porcentaje de las fases, las características
del agente surfactante y la respuesta a los diferentes
métodos de tratamiento.

21. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Tratamiento Químico
El objetivo es atacar la sustancia emulsificante y
neutralizar su efecto, para tal fin se agregan ciertas
sustancias químicas llamadas desemulsificantes.
El éxito de esta operación radica en seleccionar el
desemulsificante apropiado y usarlo en la proporción
adecuada.
El punto donde se agrega el desemulsificante es muy
importante y debe en lo posible reunir los siguientes
parámetros en forma óptima para que cumpla su
función de la mejor manera.
•Agitación
•Tiempo de agitación
•Temperatura

22. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Ventajas del Tratamiento Químico
•Bajo costo de instalación
•Proceso y equipo sencillo
•Versátil en cuanto a capacidad de desplazamiento para
grande y pequeña escala
•La calidad del crudo no se altera
•Separación rápida y efectiva

23. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

24. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Tratamiento Térmico
Consiste en tratar la emulsión en un recipiente tratador,
adicionándole calor para permitir la separación de fases.
El aumento de temperatura tiene los siguientes efectos:
•Reduce la viscosidad del aceite
•Debilita el agente emulsificante
•Disminuye la densidad del crudo
•Disminuye la tensión superficial del agua
El suministro de calor a las emulsiones se hace por medio de
calentadores y tratadores térmicos.

25. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Calentadores
En el calentador la corriente entra fría y sale caliente hacia un
recipiente donde entra en reposo para una mejor separación; por lo
tanto en el calentador ocurre rompimiento de la emulsión mas no
separación de fases.
Pueden ser directos o indirectos.
Tratadores térmicos
Son unidades a presión para tratar cualquier tipo de emulsión.
Están diseñados para separar el agua del aceite y remover el agua
libre.
Pueden ser verticales u horizontales, usar uno u otro depende de
•Condiciones de operación
•Disponibilidad del equipo
•Disponibilidad de espacio
•Experiencia y preferencia del equipo de trabajo

26. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE

27. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Tratamiento electrostático
El principio básico es colocar la emulsión bajo la
influencia de un campo eléctrico de un alto potencial
después del calentamiento moderado.
Tratador electrostático: es un recipiente cilíndrico
ubicado en forma horizontal. El campo electrostático
promueve la coalescencia de las gotas de agua.
Ventajas
•Menor tiempo de mantenimiento
•Menor uso de desemulsificante
•Menores pérdidas de evaporación
•Mayores volúmenes de crudo tratado
•Menor costo por uso de combustible
•Los productos de salida presentan salinidades bajas
•El agua sale mucho más limpia

28. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS
 La función de todo equipo de tratamiento de agua es
permitirle a las gotitas de aceite que existen en la
fase continua de agua separarse de la fase de agua.
En unidades de separación por gravedad hace que el
aceite flote en la superficie del agua.
 El mecanismo de separación por gravedad es usado
en la mayoría de los equipos de tratamiento debido
a que se cuenta con la fuerza de gravedad para
separar las gotitas de aceite de la fase continua de
agua

29. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS CAJA
API
 Este equipo es una piscina o alberca expuesta a la
atmósfera la cual internamente presenta una serie de
compartimentos. Su función es la de recuperar al máximo
el aceite proveniente de los drenajes, reboses y disparos
de las PSV ( pressure Safety Valve ).

30. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS
CAJA API
 Tratamiento final del agua.
 Biodegradación de compuestos orgánicos disueltos
 Sedimentación y biodegradación de sólidos.
 Aireación del agua con el propósito de remover H2S
y CO2.
 DESVENTAJAS
 Grandes extensiones de tierra.
 El clima influye en su desempeño.
 Remoción de aceites generalmente no
eficiente.
 Alternativa: aireación mecánica y biofiltros.

31. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
EQUIPOS PARA DESHIDRATACION Y
DESEMULSIFICACIÓN DE CRUDOS
 Generalidades
 Más del 70% de la producción, esta como emulsión
 El agua ocasiona inconvenientes técnicos y económicos,
solucionables
 Origen Del Agua En El Crudo
 Agua de formación
 Agua de Inyección (dulce o reciclada)
 Se puede presentar como:
 * Agua libre (en baches, es una mezcla)
 *Agua emulsionada (en pequeñas gotas)

32. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
EQUIPOS PARA DESHIDRATACION Y
DESEMULSIFICACIÓN DE CRUDOS
 La Mezcla De Agua – Aceite
 Agua – Aceite son inmisibles.
 Gotas de la fase dispersa > 1-5 micrones, separación natural.
 Gotas de fase dispersa < 1-5 micrones, emulsión.
 El líquido disperso es llamado fase interna, discontinua o
dispersa.
 El líquido que envuelve la fase dispersa es la fase continua o
fase externa.
 Porcentaje De Agua
 Factor importante en la estabilidad de la emulsión
 En general, alto % de agua, menor estabilidad de emulsión

33. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
EQUIPOS PARA DESHIDRATACION Y
DESEMULSIFICACIÓN DE CRUDOS
 GUNBARREL
 Es un tanque de Lavado y
asentamiento que permite el
rompimiento de las emulsiones que
vienen del separador.
 Partes Principales De Un Gun Barrel
 LINEA DE ENTRADA
 TUBERIA CONDUCTORA
 EL CUERPO O TANQUE
 LINEA DE SALIDA DEL AGUA
 LINEA DE SALIDA DEL ACEITE

34. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
EQUIPOS PARA TRATAMIENTO DE AGUAS
 SKIM TANK
 Se debe tratar agua producida,
agua lluvia y agua de lavado.
 El agua a descargar debe
cumplir parámetros para no
violar normatividad ambiental.
 Tratamiento de acuerdo a
contenido de aceite
 Tratamiento de aguas para
inyección

35. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Principio de operación
Emulsión Crudo
Distribuidor Pierna
11/17/14 35
Agua
Colchón
de aceite
Colchón
de agua
de agua
Rebosadero

36. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
Procesos que ocurren
Emulsión Crudo
3. Drenaje de
agua en el crudo
2. Lavado de la
emulsión
SEPARADORES
Agua
Colchón
de aceite
Colchón
1. de agua Distribución de
emulsión en el
colchón de agua

37. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
TANQUES
Un tanque es un recipiente para almacenar fluidos. En
las baterías se usan para almacenar crudo, agua o una
mezcla de estos.
De acuerdo a su uso se clasifican en:
•De almacenamiento (Stock tank)
•De prueba (Test tanks)
•De lavado (wash tanks)
Los tanques de lavado reciben una mezcla de agua y
aceite para ser dejada en reposo y lograr una
separación. Estos pueden ser los FWKO y los Gun
Barrels.

38. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE
TANQUES
Los más comunes en Colombia son:
250, 500, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000,
10000, 20000, 50000, 80000, 90000, 100000,
120000 barriles de capacidad.
Para tanque que almacenen crudos
livianos.
Para tanques que almacenen productos
que necesitan aumentar la temperatura
para facilitar su transporte.

39. MANEJO DE LA PRODUCCION EN SUPERFICIE