Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]
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BIENVENIDOSBIENVENIDOS
FACILIDADES DE PRODUCCION FACILIDADES DE PRODUCCION
FACILITADOR: FERNANDO BECERRA S.
Ingeniero de Petróleos
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OBJETIVO GENERAL DEL SEMINARIOOBJETIVO GENERAL DEL SEMINARIO
ActualizarActualizar aa loslos participantesparticipantes sobresobre loslosprincipiosprincipios básicos,básicos, operaciónoperación dede loslos equiposequiposprincipiosprincipios básicos,básicos, operaciónoperación dede loslos equiposequiposdede producciónproducción yy facilidadesfacilidades dede superficiesuperficiequeque sese requierenrequieren parapara lala producción,producción,separaciónseparación yy tratamientotratamiento dede loslos fluidosfluidosprovenientesprovenientes dede unun campocampo petroleropetrolero..
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OBJETIVOS DEL SEMINARIOOBJETIVOS DEL SEMINARIO
Identificar laimportancia y elmanejo de lasprincipales variablesque inciden en lasoperaciones de
FamiliarizarFamiliarizar aa loslosasistentesasistentes concon loslosprincipiosprincipios yyprocedimientosprocedimientos
operaciones desuperficie en loscampos petroleros, ycompartir experienciaspara mejorar lashabilidades, actitudesy aptitudes delpersonal y optimizarcostos de producción.
procedimientosprocedimientosoperativosoperativos dede loslosequiposequipos yy facilidadesfacilidades dedeproducciónproducción instaladasinstaladasenen unun campocampo petroleropetrolero..
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CONTENIDOCONTENIDO
GGeneralidades de yacimientos y de los eneralidades de yacimientos y de los sistemas de manejo de crudo y gas en sistemas de manejo de crudo y gas en superficie.superficie.
SSistema general de recolección de istema general de recolección de crudo y gas.crudo y gas.
ProcesoProceso dede separaciónseparación dede crudocrudo yy gasgas..
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Fundamentos de tratamiento de crudo e Fundamentos de tratamiento de crudo e inyección de químicos.inyección de químicos.
TanquesTanques dede almacenamientoalmacenamiento yy mediciónmedición
CONTENIDOCONTENIDO
TanquesTanques dede almacenamientoalmacenamiento yy mediciónmedicióndede crudocrudo..
TratamientoTratamiento deldel gasgas naturalnatural..
SistemaSistema dede tratamientotratamiento dede aguasaguasproducidasproducidas..
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INTRODUCCION A LAS FACILIDADES INTRODUCCION A LAS FACILIDADES DE PRODUCCION
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HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS::
Compuestos de carbono e hidrógeno quetienen determinadas propiedades. Seencuentran acumulados en las rocas delsubsuelo (porosas y permeables), bien sea
HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS::
Compuestos de carbono e hidrógeno quetienen determinadas propiedades. Seencuentran acumulados en las rocas delsubsuelo (porosas y permeables), bien seasubsuelo (porosas y permeables), bien seaen forma: sólida, líquida o gaseosa.
Se pueden producir a través de pozos quese han perforado. Generalmente vienenacompañados de: agua y otras impurezas.Requieren tratamiento previo para poderser utilizados y comercializados.
subsuelo (porosas y permeables), bien seaen forma: sólida, líquida o gaseosa.
Se pueden producir a través de pozos quese han perforado. Generalmente vienenacompañados de: agua y otras impurezas.Requieren tratamiento previo para poderser utilizados y comercializados.
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1. Hidrocarburos saturados, alcanos oparafinas.
2. Hidrocarburos nafténicos, cicloalcanos o
TIPOS DE HIDROCARBUROSTIPOS DE HIDROCARBUROS
2. Hidrocarburos nafténicos, cicloalcanos ocicloparafinas.
3. Hidrocarburos aromáticos.
4. Hidrocarburos asfalténicos o mixtos.
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Crudos ácidos
Son altamente corrosivos debido a sucontenido de dióxido de carbono y ácido
TIPOS DE HIDROCARBUROSTIPOS DE HIDROCARBUROS
contenido de dióxido de carbono y ácidosulfhídrico.
Crudos dulces
No poseen gases o sustancias corrosivasasociadas con el petróleo.
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YACIMIENTO TIPICO
SUPERFICIESUBSUELO
(Acumulación de Fluidos en una Roca Porosa y Permeable)
PETROLEO
GAS
AGUA
ROCASTRAMPA
PRESION DEL YACIMIENTO
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OPERACIONESDE SUBSUELO
OPERACIONES DE SUPERFICIE
GESTION INTEGRADA DE PRODUCCION
INTEGRACION Y APLICACIÓN DE TECNOLOGIAS DE
PRODUCCION
GESTIONGESTION
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DATOS BASICOS DEL YACIMIENTODATOS BASICOS DEL YACIMIENTO
PorosidadPermeabilidad
Saturación de fluidos (sw, so, sg)Volumen de la roca productora y factor
volumétrico.volumétrico.Presión del Yacimiento
Mecanismos de empuje de fluidos en el Yacimiento.
Propiedades de los fluidos (API, GOR y Viscosidad )
Pruebas de formación y producción.
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La capacidad para almacenar fluidos
POROSIDADPOROSIDAD
Volumen vacío de una roca lleno de
100 *
roca bruto volumen
poroso espacio volumen = φ
Porosidad Efectiva:Volumen de espacios
una roca lleno de fluido, dividido por el volumen total de
la roca.
Se expresa como porcentaje.
Volumen de espaciosinterconectados.
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PERMEABILIDADPERMEABILIDAD
Aptitud de una roca reservorio para permitir el flujo o paso de los fluidos que contiene
almacenados. Para que un fluido fluya a través de una roca porosa, se requiere que los poros de dicha roca estén interconectados entre sí.
SATURACION DE FLUIDOS SATURACION DE FLUIDOS
La saturación del fluido en una roca es la relación de volumen de un fluido en los poros, con relación al volumen de los
poros de la roca que lo contiene.
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FACTOR VOLUMÉTRICOFACTOR VOLUMÉTRICO
Es la relación entre el volumen del crudo ocupado a condiciones del yacimiento
sobre el volumen en la superficie. sobre el volumen en la superficie.
Es importante conocer las condiciones de presión y temperatura del yacimiento.
[ ]
[ ]B
Vol aceite Vol gasdisuelto
Vol aceite
bls
BFo
p T ycto
p T erficie
=+
. .
.
@ , ( )
@ , (sup )
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RELACIÓN GAS PETRÓLEORELACIÓN GAS PETRÓLEO
A medida que se produce el petróleo la presión en el yacimiento va disminuyendo
y la cantidad de gas disuelto aumenta en cada barril. De esta forma existe una
relación entre el petróleo y el gas que se relación entre el petróleo y el gas que se produce.
Es importante para saber si se está produciendo gas en solución o gas libre.
=
BF
PCS
queelenproducidoaceitevol
erficieenproduidogasvolRs
tan.
sup.
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RESERVAS CALCULADASRESERVAS CALCULADAS
Cantidades de petróleo y/o gas que se estiman Cantidades de petróleo y/o gas que se estiman con un alto grado de certeza, que pueden estar con un alto grado de certeza, que pueden estar
presentes en un determinado yacimiento. presentes en un determinado yacimiento.
RESERVAS DE HIDROCARBUROSRESERVAS DE HIDROCARBUROS
RESERVAS RECUPERABLESRESERVAS RECUPERABLES
Cantidades de petróleo y/o gas que se estiman Cantidades de petróleo y/o gas que se estiman con un grado de certeza con un grado de certeza ( 40 ( 40 –– 80 %)80 %) y pueden y pueden ser recuperadas en forma económica y con las ser recuperadas en forma económica y con las
técnicas disponibles.técnicas disponibles.
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ParaPara producirproducir loslos fluidosfluidos dede loslos PozosPozos seserequiererequiere::
• Conocer sus características y sucomportamiento para poder manejarlos en
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSPROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
comportamiento para poder manejarlos enforma óptima en superficie.
• Evitar problemas operacionales y daños deformación.
• Optimizar la operación de los equipos yreducir los costos operacionales.
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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
CAUDALCAUDALEl caudal (Q) es una variable importante en elproceso de producción de petróleo ya que esuna medida del volumen producido de un fluidoen una determinada unidad de tiempoen una determinada unidad de tiempo
Caudal de un fluido: Q = Volumen / unidad de tiempo. (galones por minuto)
Q (petróleo) = Barriles / hora o, Barriles / día
1 Barril = 5.614 pies cúbicos = 42.0 galones = 158.9 litros
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CALIDAD Y GRAVEDAD DEL CRUDOCALIDAD Y GRAVEDAD DEL CRUDO
La Calidad de un crudo dependeprincipalmente de la gravedad API, la cualesta relacionada con la gravedadespecifica de dicho crudo :especifica de dicho crudo :
141.5
SG = --------------------
131.5 + o API.
º.
.APIo
= −1415
1315γ
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Gravedad API del crudoGravedad API del crudo
De acuerdo con los componentes y la gravedad API de los crudos presentes en el yacimiento se
pueden clasificar como:
Yacimientos de crudo pesado si la gravedad API Yacimientos de crudo pesado si la gravedad API es menor de 18 grados API ..
Yacimientos de crudo medio entre 20 y 30 grados API ..
Yacimientos de crudo liviano y condensados o volátiles si contienen fluidos de gravedades API
superiores a los 30 grados ..
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TEMPERATURA:La temperatura de los fluidos: es una medida delgrado de calor que tienen los fluidos en un sitiodeterminado. Si la temperatura se mide en elfondo del yacimiento, corresponde a latemperatura de fondo y temperatura ensuperficie, a la cual llega un fluido a la cabezasuperficie, a la cual llega un fluido a la cabezadel pozo.
Temperatura absoluta: ºK = ºC + 273
Temperatura absoluta: ºR = ºF + 460
ºF = (9/5 ºC) + 32 ºC = 5/9 (ºF – 32)
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Gradiente Geotérmico: es la relación entre la
profundidad y la temperatura natural de los
estratos a profundidad.
T = Temperatura de la formación a una
TEMPERATURA
TF= Temperatura de la formación a unaprofundidad h (ºF)
Ts=Temperatura del medio ambiente atemperatura de su superficie (ºF)
∇∇∇∇G=Gradiente geotérmico (ºF/100 pies)
h= Profundidad a la cual se deseamedir la temperatura de formación(pies)
T TG h
F S= +∇ ×
100
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Es la Resistencia al flujo, propiedad dinámica que se mide cuando el fluido esta en movimiento.
� Absoluta o dinámica (centipoises)
VISCOSIDAD DEL CRUDOVISCOSIDAD DEL CRUDO
� Absoluta o dinámica (centipoises)
� Cinemática (centiestoques)
� Centiestoques = centipoises/ SGo
� Centipoises = centiestoques x Sgo
� La viscosidad varia con la temperatura
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OTRAS PROPIEDADES DEL OTRAS PROPIEDADES DEL PETROLEO CRUDOPETROLEO CRUDO
Contenido de agua y sedimentos(BSW): porcentaje de agua ysedimentos por barril de petróleo
Contenido de sal: libras de salpor cada 1000 barriles. Máximopermisible en refinerías o encondiciones de venta ??
Contenido a azufre: definir máximo permisible para ventas (< 3.0%)
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DENSIDAD DEL GASDENSIDAD DEL GAS
Gravedad especifica del Gas: SG.
SG = Peso Molecular del Gas/ 29SG = Peso Molecular del Gas/ 29
La densidad del gas: D en libras/pie3
D = 2.7 x (SG) g x P/ T x Z
Siendo P en Psia y T en oR.
D = 0.093 x Peso Molecular x P/ T x Z
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Para producir un “Pozo Petrolero” serequiere que los fluidos del yacimientoentren al pozo y se puedan sacar hastasuperficie, para luego separarlos
LA PRESIÓN DE LOS YACIMIENTOS
superficie, para luego separarlosprocesarlos y transportarlos a los centrosde consumo.
PRESION DE YACIMIENTO: FUENTE NATURAL DE ENERGIA
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LA PRESIÒNLA PRESIÒN
Es una variable de vital importancia en la producción de petróleo y gas ya que ésta es la fuente de energía para que el crudo presente en un yacimiento, entre al pozo y llegue hasta la superficie.
Presión absoluta = psi + 14.7Presión absoluta = psi + 14.7
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PRESIÓN HIDROSTÁTICA
P h= × ×0052. ρp = Densidad del fluido ( Lb/gal )
Presión hidrostática de un crudo (Presión hidrostática de un crudo (PhPh): = gradiente hidrostático ): = gradiente hidrostático del agua dulce (0. 433 psi/pie) x SG(o) del crudo x H, siendo del agua dulce (0. 433 psi/pie) x SG(o) del crudo x H, siendo H la altura de la columna de crudo.H la altura de la columna de crudo.
Presión hidrostática de un fluido.
Gravedad específica de los líquidos: (γγγγL) γρ
ρL
liqu ido
aguap T
=
@ ,
Gravedad específica para los gases: (γγγγg) γρ
ρG
gas
aire p T
=
@ ,
P hh = × ×0052. ρp = Densidad del fluido ( Lb/gal )
h = Altura de la columna de fluido
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LA PRESIÓN DE LOS YACIMIENTOS
La presión es la fuente de energía que mueve el petróleo hacia los pozos y
permite su producción.permite su producción.
De acuerdo con el tipo de presión queopere en un yacimiento, existendiferentes mecanismos de recobro dehidrocarburos.
![Page 31: Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022020101/559b7a1b1a28abdb248b466a/html5/thumbnails/31.jpg)
EMPUJE POR CAPA DE GAS
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
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GOR
Presión
EMPUJE POR CAPA DE GAS
Figura 34. Patrón típico de agotamiento de un yacimientocon empuje por capa de gas.
Tiempo
Presión
Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje por capa de gas.
Caudal Q
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EMPUJE POR GAS EN SOLUCIÓN
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
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GORPb
EMPUJE POR GAS EN SOLUCIÓN
Figura 32. Patrón típico de agotamiento de un yacimientocon empuje por gas en solucion.
Presión
qo
Tiempo
Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje de gas en solución
![Page 35: Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022020101/559b7a1b1a28abdb248b466a/html5/thumbnails/35.jpg)
EMPUJE HIDRAULICO POR AGUA
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
PETROLEO
AGUAAGUA
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Presión
GOR
qw
EMPUJE HIDRAULICO POR AGUA
Figura 36. Patrón de agotamiento típico de un yacimientocon empuje por agua.
GOR
qo
Tiempo
Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje de agua
![Page 37: Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022020101/559b7a1b1a28abdb248b466a/html5/thumbnails/37.jpg)
MECANISMOS COMBINADOS
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
PETROLEO
AGUAAGUA
Gas
![Page 38: Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022020101/559b7a1b1a28abdb248b466a/html5/thumbnails/38.jpg)
MECANISMOS DE EMPUJEMECANISMOS DE EMPUJE
EMPUJE GASEMPUJE GAS CAPA DECAPA DE EMPUJE DEEMPUJE DE
DISUELTODISUELTO GASGAS AGUAAGUA
Presión delPresión del Cae rápido yCae rápido y Cae despacioCae despacio Se mantieneSe mantiene
YacimientoYacimiento ContinuoContinuo y continuoy continuo altaaltaYacimientoYacimiento ContinuoContinuo y continuoy continuo altaalta
GORGOR Sube y bajaSube y baja Sube continuoSube continuo Mantiene bajaMantiene baja
ProducciónProducción Ausente o bajaAusente o baja Ausente o bajaAusente o baja Sube continuoSube continuo
de Aguade Agua
RecobroRecobro 1010--40% 3040% 30--80%80% 6060--80%80%
EsperadoEsperado
![Page 39: Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022020101/559b7a1b1a28abdb248b466a/html5/thumbnails/39.jpg)
SISTEMA DE EXTRACCION DE SISTEMA DE EXTRACCION DE HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS
FLUJO NATURALFLUJO NATURAL LEVANTAMIENTO ARTIFICIALLEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
EL POZO FLUYEEL POZO FLUYE
EL POZO NO FLUYEEL POZO NO FLUYE
HASTA SUPERFICIEHASTA SUPERFICIEEL POZO FLUYEEL POZO FLUYE
HASTA HASTA SUPERFICIE SUPERFICIE
CON LA ENERGIA CON LA ENERGIA PROPIAPROPIA
DEL YACIMIENTODEL YACIMIENTO
HASTA SUPERFICIEHASTA SUPERFICIE
REQUIERE ENERGIA REQUIERE ENERGIA
PARA PRODUCIR PARA PRODUCIR
��BOMBEO MECANICOBOMBEO MECANICO
�� GAS LIFTGAS LIFT��BOMBEO HIDRAULICOBOMBEO HIDRAULICO
��BOMBEO ELECTROSUMERGIBLEBOMBEO ELECTROSUMERGIBLE
��BOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVASBOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVAS
![Page 40: Microsoft power point cap 1- introduccion facilidades [modo de compatibilidad]](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022020101/559b7a1b1a28abdb248b466a/html5/thumbnails/40.jpg)
“Arboles de Navidad”
Serie de válvulasque permitencontrolar laspresiones y
FLUJO NATURALFLUJO NATURAL
presiones ycaudales de losfluidosprovenientes delpozo productor yconectarse a laslíneas de flujo.
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Si la presión del Yacimiento no es suficientepara que los fluidos lleguen a la superficie,hay que instalar un equipo que le suministre
FLUJO ARTIFICIAL FLUJO ARTIFICIAL
hay que instalar un equipo que le suministrela energía requerida para llevarlos hastasuperficie y en este caso se tiene un pozopor:
“FLUJO“FLUJO ARTIFICIAL”ARTIFICIAL”
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MECANICO ELECTROSUMERGIBLE HIDRAULICO GAS LIFT
Muy usado Adaptabilidad Adaptabilidad Adaptabilidad
Alta Eficiencia Especializado Especializado Especializado
SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
Bajos costos Op. Normal Normal Normal
Caudal limitado Buen caudal Buen caudal Buen caudal
Amplia aplicación Viscosidad Viscosidad Viscosidad
Bajo GOR Bajo GOR Bajo GOR Alto GOR
Límite profundidad Pozos Profundos
Temperatura 100 – 200 °F. 150 – 250 °F 150-250 °F
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En el proceso de Producción de un Campopetrolero, si no se suministra una presiónexterna al yacimiento, se tiene un campo en:
“PRODUCCION PRIMARIA”.
PRODUCCION PRIMARIA O SECUNDARIA PRODUCCION PRIMARIA O SECUNDARIA
Si durante la vida productiva de un campo se inyecta un fluido para incrementar la presión del yacimiento y empujar los fluidos que aun quedan hacia los pozos productores, en este
caso se tiene un campo en: “RECUPERACION SECUNDARIA”.
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• Flujo burbuja
TIPOS DE FLUJOS EN TUBERIAS VERTICALES
• Flujo tapón
• Flujo anular
• Flujo tipo niebla
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TRATAMIENTO DE AGUAS
(Vertimiento o Reinyección)
EXTRACCION(SUBSUELO)Sistemas de Producción
RECOLECCIONY SEPARACION
DE FLUIDOS(SUPERFICIE)
OPERACIONES DE PRODUCCIONOPERACIONES DE PRODUCCION
TRATAMIENTO DEL CRUDO
(Emulsiones y Desalado)
BOMBEO DE CRUDO
PROCESO Y TRATAMIENTO
DE GAS
SEPARACIÓN Y COMPRESION DE
GAS
MEDICION Y FISCALIZACIÓN
BOMBEO Y VENTA DE
CRUDO
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PROBLEMAS DE LA PRODUCCIONPROBLEMAS DE LA PRODUCCIONPROBLEMAS DE SUBSUELO Y DE EQUIPOS
ProducciProduccióón de n de aguaagua
IncursiIncursióón de n de ArenaArena
Depositación deDepositación deParafinasParafinas
Incrustaciones Incrustaciones orgorgáánicas e nicas e inorginorgáánicasnicas
Problemas con el Problemas con el equipo de equipo de ProducciProduccióónn
Otros problemasOtros problemascombinadoscombinados
Taponamiento porTaponamiento por ssóólidoslidos
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1. Un pozo produce 10 barriles de fluido por hora con un porcentaje del 10% de agua. Cuántos barriles netos de aceite produce por día?. Cuantos barriles de agua?
EJERCICIOSEJERCICIOS
2. Cual será la temperatura de fondo de un yacimiento que se encuentra a 10.000 pies de profundidad si el gradiente geotérmico en la región es de 2 grados centígrados por cada 100 pies?
por día?. Cuantos barriles de agua?
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3. Cual será la presión absoluta que ejerce una columna de fluido de una gravedad API de 30 grados en el fondo del yacimiento a 8.000 pies?
EJERCICIOSEJERCICIOS
yacimiento a 8.000 pies?
Que condición de presión debe tener el yacimiento para que el pozo fluya naturalmente en estas condiciones?
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La mezcla de fluidos que llegan hastasuperficie tienen propiedades físicasdiferentes. Es necesario manejarlos ensuperficie en forma diferente según sus
CONCLUSIONCONCLUSION
superficie en forma diferente según suspropiedades y el uso que se les vaya adar (clientes finales)
Por esta razón, se construyen y seoperan “facilidades de producción obaterías” acordes a sus características.