ORIENTADO A:
Este curso está dirigido a Ingenieros de control de producción, coordinadores, supervisores y operadores de facilidades de producción en campos petroleros., Personal técnico y/o de operaciones y mantenimiento de Facilidades de Producción y personal de contratistas que participan en las actividades de producción de petróleo y gas, tratamiento de fluidos y plantas de tratamiento de aguas coproducidas con el petróleo
DURACION:
40 Horas
OBJETIVO:
Capacitar al asistente con las técnicas de análisis y dimensionamiento (diseño) de los procesos asociados a las facilidades de producción de petróleo
CONTENIDO:
CAPÍTULO 1 : COMPORTAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN DE LOS FLUIDOS
Comportamiento y caracterización de los fluidos.
Definición de los petróleos en base a su API, Gravedad especifica. Relación entre API y gravedad especifica.
Viscosidad. Correlaciones. Flujo newtoniano y no newtoniano.
Propiedades del petróleo. Densidad. Viscosidad. Efecto de la temperatura y presión sobre la densidad y la viscosidad. Efecto de la dilución sobre la densidad y la viscosidad.
Propiedades y comportamiento del agua.
Propiedades y características mezclas petróleo y agua.
Sistema crudo-agua. Emulsión. Factores que estabilizan una emulsión. Diámetro de la gota. Efecto del emulsionamiento sobre la densidad y la viscosidad. Fundamentos de emulsiones. Tipos de emulsiones. Emulsiones de agua en petróleo. Emulsiones y su efecto en las propiedades de una mezcla. Factores que promueven el emulsionamiento del agua en el crudo.. Emulsiones de petróleo en agua. Emulsiones inversas. Características de las emulsiones crudo-agua.
Propiedades del petróleo
Propiedades y comportamiento de los fluidos. Densidad y densidad relativa. Gravedad API. Clasificación de los petróleos. Viscosidad. Ley de viscosidad de Newton. Fluidos Newtonianos. Fluidos no Newtonianos. Ley de Potencia. Viscosidad dinámica. Viscosidad cinemática. Modelos ASTM para la viscosidad.
Efecto de la temperatura, la presión y la dilución sobre la viscosidad y densidad de los petróleos (Viscosidad vs gravedad especifica).. Modelos para el cálculo de la viscosidad y la densidad.
Propiedades del sistema agua – petróleo
Sistema crudo-agua. Emulsión. Efecto del emulsionamiento sobre la densidad y la viscosidad. Modelos para el cálculo de la viscosidad y la densidad. Análisis y desarrollo de modelos de cálculos relacionados con las propiedades del petróleo y sus emulsiones.
Propiedades del gas
Definición y composición del gas natural. Definición. Composición del gas natural. Contaminantes presentes en el gas natural: H2S, CO2 , Vapor de agua. Niveles máximos permisibles según los procesos de transporte, venta y procesamiento. Efectos tóxicos y operacionales. Clasificación. Características y propiedades. Gases ideales y gases reales. Propiedades del gas natural. Peso molecular. Gravedad especifica. Propiedades críticas. Propiedades seudo-criticas. Propiedades seudo-reducida. Factor de compresibilidad. Efecto de las impurezas del gas. Ecuaciones de estado para cálculo del factor “z” del gas.
Propiedades físicas. Densidad, gravedad específica, volumen específico de gases puros y mezcla de gases. Viscosidad, conductividad térmica, calor específico, valor calorífico de mezcla de gases. GPM.
CAPÍTULO 2 : PROCESOS ASOCIADOS AL TRANSPORTE DE LAS CORRIENTES DE PRODUCCIÓN.
Flujo estacionario de líquido en tuberías. Ecuación fundamental para el flujo de fluidos en tuberías. Factor de fricción. Modelos de cálculo. Régimen de. flujo. Experimentos de Reynolds. Diagrama de Moody. Ecuaciones que representan el factor de fricción
Bajo qué régimen de flujo se transporta un fluido. Impacto del régimen de flujo laminar o turbulento en el transporte de un fluido a través de una tubería.
Ecuación fundamental para el flujo de líquido en tubería
Ecuación fundamental para el flujo de un fluido isotérmico e incompresible. Ecuación de Bernoulli. Método de solución. Pérdidas de carga en flujo de líquidos. Variables de flujo y métodos de cálculo. Hidráulica de tuberías. Perdidas menores. Perfil de presión. Impacto del perfil del terreno en el perfil del terreno.
Desarrollo hidráulico para un oleoducto con un perfil irregular y que transporta un fluido de manera estacionaria e isotérmica. Impacto de la variables de flujo en el perfil de presión. Calculo de las variables de flujo.
Análisis y desarrollo de modelos de cálculos relacionados con las pérdidas de presión.
Análisis de un oleoducto sometido a cambio de sensibilidades.
Sensibilidad en el caudal. Calculo del caudal. Curva del sistema
Sensibilidad en el diámetro. Calculo en el diámetro.
Sensibilidad en °API.
Ubicación de estación reforzadora.
Análisis y desarrollo de modelos de cálculos relacionados con las Sensibilidad del caudal. Calculo del caudal. Sensibilidad en el diámetro. Calculo del diámetro.
Flujo de gas en tuberías.
Flujo monofásico de gas. Ecuación fundamental para el flujo monofásico. Ecuación fundamental para el flujo monofásico de gas. Ecuación fundamental para el flujo monofásico de gas despreciando el efecto cinético. Ecuaciones que no consideran el efecto de la energía cinética. Ecuación fundamental para el flujo de gas en tubería. Variables de flujo y métodos de cálculo. Ecuaciones simplificadas para el factor de fricción. Ecuación de Weymouth. Ecuación de Panhandle para el factor de fricción. Ecuación del IGT para el factor de fricción. Ecuación de la A.G.A para el factor de fricción. Dimensionamiento de tuberías. Calculo de las variables de flujo. Perfil de presión. Análisis del impacto de diferentes efectos en el dimensionamiento de un gasoducto. Efecto de la fricción. Efecto del perfil de terreno. Efecto de la incorporación y desincorporación de flujo de gas.
Análisis de un gasoducto sometido a cambio de sensibilidades. Sensibilidad en el caudal. Calculo del caudal. Curva del sistema Sensibilidad en el diámetro. Calculo en el diámetro. Ubicación de estación reforzadora.Análisis y desarrollo de modelos de cálculos relacionados con las Sensibilidad del caudal. Calculo del caudal. Sensibilidad en el diámetro. Calculo del diámetro.
CAPITULO 3 : SISTEMA DE RECOLECCIÓN Y BOMBEO MULTIFÁSICO.
FLUJO BIFÁSICO GAS-LÍQUIDO.
Comportamiento y caracterización del petróleo. Sistemas petróleo-agua. Propiedades del petróleo. Presión de saturación. Factor volumétrico. Densidad, Viscosidad. Fundamentos de flujo multifásico.
Cálculo de las propiedades correspondientes a un petróleo mediano-liviano y petróleos pesados y extra pesados.
Flujo multifásico. Conceptos básicos. Fenomenología en flujo bifásico. Deslizamiento y factor de entrampamiento (holdup). Patrones de flujo. Patrones de flujo en tuberías horizontales. Patrones de flujo en tuberías verticales. Mapas de patrones de flujo. Mapa de Baker. Mapa de Madhane. Mapa de Taitel-Dukler.
Flujo multifásico en líneas de flujo.
Fundamentos de flujo multifásico en tuberías horizontales. Mapas de patrones de flujo. Métodos de análisis. Modelos correlacionados y mecanicistas. Modelo de Beggs-Brill. Modelo de Xiao. Variables de flujo y métodos de cálculo. Dimensionamiento de la tubería de producción. Flujo Multifásico crudo-gas-agua. Gradiente de presión. Métodos de análisis. Modelos correlacionados y mecanicistas.
Sistemas de recolección de crudo y gas.
Análisis y dimensionamiento del sistema de recolección. Análisis de la estructura del sistema de recolección. Sistema tradicional (Múltiple de producción). Sistema de macollas. Estructura de la red de recolección.
Sistema de recolección con bombeo multifásico. Impacto del sistema del sistema de bombeo en la capacidad de producción de los pozos asociados al sistema de recolección.
CAPITULO 4: ESTACIÓN DE FLUJO.
Elementos que conforman una estación o centro de recolección y tratamiento de crudo.
Análisis de los procesos asociados al tratamiento de crudo. Separación. Deshidratación. Desalación. Bombeo.
Procesos asociados al tratamiento de las corrientes de producción.
Sistemas de separación. Sistema de tratamiento de crudo, gas y agua.
Sistemas de almacenamiento. Bombeo y transferencia de crudo. Medición de producción. Prueba de pozos.
Comportamiento de sistemas multi-componentes.
Comportamiento de fases de los hidrocarburos equilibrio vapor-líquido. Separación instantánea en equilibrio. Presión optima de separación. Punto de rocío. Punta de burbujeo. Envolvente de saturación. Procesos asociados al gas natural. Equilibrio entre fases. Comportamiento de sistemas multi-componentes. Envolvente de saturación puntos de rocío, burbujeo y crítico. cricondenterma y cricondenbara. condensación y ebullición retrograda. Clasificación de sistemas de hidrocarburos. yacimientos de gas. gas condensado. gas húmedo. Gas seco. Yacimientos de crudos. black oil. bajo encogimiento. alto encogimiento. Cuasi-crítico (cercano al punto crítico). Sistema crudo – agua. Diagrama de fases. proceso de separación instantánea. Punto de rocío, burbujeo, envolvente de saturación. Propiedades de mezclas multi-componentes. Clasificación del gas natural. Gas seco. Gas rico. Gas pobre. Gas asociado. Gas no asociado. Gas dulce. Gas agrio.
Proceso de separación de fluidos.
Conceptos básicos de separación de crudo, gas y agua. Ley de stoke. Clases de separadores: Separadores de producción general y prueba bifásicos y trifásicos, verticales y horizontales; doble barril. Componentes externos. Componentes internos.
Flujo a través del separador: velocidad. Dimensionamiento de separadores: Horizontales: Bifásicos y trifásicos y verticales. Problemas potenciales de separación: Espumas, parafina, arena y arrastre de líquido (carryover) y descargue de gas (Blowdown).
Herramientas de cálculo para el diseño y evaluación de los separadores
Diseño de un separador vertical. Diseño de un separador horizontal. Arreglo de separadores. Evaluación de la capacidad de un sistema de separación.
Avances en nuevas tecnologías de separación
Separadores centrífugos. Separadores ciclónicos GLCC. Separador supersónico Twister. Slug catchers. Separadores de alta eficiencia.
Proceso de bombeo y despacho. Descripción del sistema de bombeo. Equipos/Arreglo en el sistema de bombeo. Tanques, tuberías, equipos y accesorios. Descripción y misión de una bomba. Tubería de succión de una bomba. Definición del NPSH disponible y requerido. Cavitación. Ubicación de una bomba. Tubería de descarga. Presión de descarga. Curva de operación de una bomba. Rango de operación. Altura desarrollada por una bomba. Rendimiento de las bombas. Arreglos de las bombas.
Curva del sistema.
Altura desarrollada por una bomba. Rendimiento de las bombas. Curvas de comportamiento de bombas. Punto de trabajo. Bombas boosters. Arreglos de bombas. Bombas en series. Bombas en paralelo. Arreglo bomba-tubería. Dimensionamiento del sistema de bombeo. Clasificación general de bombas. Bombas centrifugas. Curvas características. Curvas características a velocidad constante. Punto de trabajo.
Dimensionamiento del sistema de bombeo. Curva del sistema. Punto de operación de la bomba. Determinación del número y Diseño del arreglo de las bombas requeridas. Operación de las bombas. Estrangulamiento. Recirculación. Variación de la velocidad.
Clasificación general de bombas (API, ASME). Principio de funcionamiento. Bombas centrifugas. Descripción. Configuración geométrica. Rotor, Impulsor. Curvas características. Efecto de la viscosidad. Operación optima de una bomba (BEP). Análisis adimensional. Leyes de semejanza. Concepto de velocidad especifica. Arreglo de bombas.
Dimensionamiento del sistema de bombeo. Curva del sistema. Curva de operación de la bomba. Punto de operación de la bomba. Punto de máxima eficiencia. Rango de operación.
Efecto del gas y la viscosidad.
Bombas centrifugas. Leyes de semejanza. Concepto de velocidad especifica. Bombas de desplazamiento positivo. Curvas características. Efecto de la viscosidad.
Bombas y su comportamiento
Curva de operación. Eficiencia. Calculo del NPSH y BHP requerido. presión.
Tipos de bombas.
Arreglo de bombas.
Punto de operación
Tratamiento y desalación de crudo
Deshidratación de crudos. Deshidratación Estática: Tanques de almacenamiento. Deshidratación Dinámica. Deshidratación Electrostática: Separadores electrostáticos. Métodos de deshidratación. Diseño de procesos de deshidratación de crudos. Datos requeridos y su utilización para el diseño. Aspectos considerados en el diseño de los equipos. Criterios generales de diseño para equipos de deshidratación. Pruebas de deshidratación en laboratorio. Pruebas de botellas. Selección del desemulfificante y la cantidad adecuada. Infraestructura necesaria. Selección de procesos-opciones .
PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN
Deshidratación química. Deshidratación mecánica. Deshidratación térmica. Deshidratación eléctrica.
DESHIDRATACIÓN QUÍMICA.
Principio. Variables influyentes. Inyección de química des-hidratante. Proceso de de selección de la química, cantidad y condición operacional. Pruebas de botella. Resultados de las pruebas de botellas. Cantidad y tipo de química. Temperatura. Tiempo de asentamiento y tiempo de retención.
DESHIDRATACIÓN MECÁNICA.
Tanque de lavado. Principio. Variables influyentes. Principales componentes de un tanque de lavado y sus funciones. Tipos de tanque de lavado. Parámetros que influyen en el dimensionamiento de un tanque de lavado. La aplicación de las pruebas de botella en el diseño de un tanque de lavado. Tiempo de asentamiento y tiempo de retención.
DESHIDRATACIÓN TÉRMICA
Tratadores térmicos. Principio. Variables influyentes. Tipos de tratadores. Principales componentes de un deshidratador térmico y sus funciones. Procedimiento para determinar el calor requerido en un tratador térmico. Algunos problemas operacionales en los deshidratadores térmicos. Posibles soluciones. Procedimiento para el dimensionamiento de un deshidratador térmico. Ejemplos.
DESHIDRATACIÓN ELÉCTRICA.
Deshidratadores electrostáticos. Principio. Variables influyentes. Características de la deshidratación electrostática. Principales componentes de un deshidratador electrostático y sus funciones. Procedimientos para el dimensionamiento de un deshidratador electrostático. Ejemplo. Comparación de los procesos de deshidratación usando tanques de lavado y separadores electrostáticos
PROCESO DE DESALACIÓN.
Desalación de crudos
Presencia de sal en el crudo. Efectos del contenido de sal en el crudo. Proceso general de desalación de crudos.
Importancia de la desalación de crudos. Clasificación de los procesos de desalación. Diseño conceptual de un proceso de desalación. Ejemplos de diseño.
CAPÍTULO 5: PROCESO DE PRODUCCIÓN.
Descripción del proceso de producción. Presión de saturación. Sistema sub saturado. Sistema saturado. Sistema sobre saturado. Patrones de flujo. Presiones claves en el proceso de producción.
Presión de yacimiento. Presión del fondo fluyente. Presión del cabezal. Presión en la línea de flujo. Presión del separador
Proceso de producción.
Producción bajo flujo natural. Producción bajo el esquema de levantamiento artificial. Métodos de producción. Bombeo mecánico, Bombas de cavidad progresivas y centrifugas. Levantamiento artificial por gas. Sistema de producción y manejo del petróleo.