INTRODUCCION FACILIDADES DE PRODUCCION DE PETROLEO

1. BIENVENIDOSBIENVENIDOS
FACILIDADES DE PRODUCCIONFACILIDADES DE PRODUCCION
FACILITADOR: FERNANDO BECERRA S.
Ingeniero de Petróleos

2. OBJETIVO GENERAL DEL SEMINARIOOBJETIVO GENERAL DEL SEMINARIO
ActualizarActualizar aa loslos participantesparticipantes sobresobre loslos
principiosprincipios básicos,básicos, operaciónoperación dede loslos equiposequiposprincipiosprincipios básicos,básicos, operaciónoperación dede loslos equiposequipos
dede producciónproducción yy facilidadesfacilidades dede superficiesuperficie
queque sese requierenrequieren parapara lala producción,producción,
separaciónseparación yy tratamientotratamiento dede loslos fluidosfluidos
provenientesprovenientes dede unun campocampo petroleropetrolero..

3. OBJETIVOS DEL SEMINARIOOBJETIVOS DEL SEMINARIO
Identificar la
importancia y el
manejo de las
principales variables
que inciden en las
operaciones de
FamiliarizarFamiliarizar aa loslos
asistentesasistentes concon loslos
principiosprincipios yy
procedimientosprocedimientos
operaciones de
superficie en los
campos petroleros, y
compartir experiencias
para mejorar las
habilidades, actitudes
y aptitudes del
personal y optimizar
costos de producción.
procedimientosprocedimientos
operativosoperativos dede loslos
equiposequipos yy facilidadesfacilidades dede
producciónproducción instaladasinstaladas
enen unun campocampo petroleropetrolero..

4. CONTENIDOCONTENIDO
GGeneralidades de yacimientos y de loseneralidades de yacimientos y de los
sistemas de manejo de crudo y gas ensistemas de manejo de crudo y gas en
superficie.superficie.
SSistema general de recolección deistema general de recolección de
crudo y gas.crudo y gas.
ProcesoProceso dede separaciónseparación dede crudocrudo yy gasgas..

5. Fundamentos de tratamiento de crudo eFundamentos de tratamiento de crudo e
inyección de químicos.inyección de químicos.
TanquesTanques dede almacenamientoalmacenamiento yy mediciónmedición
CONTENIDOCONTENIDO
TanquesTanques dede almacenamientoalmacenamiento yy mediciónmedición
dede crudocrudo..
TratamientoTratamiento deldel gasgas naturalnatural..
SistemaSistema dede tratamientotratamiento dede aguasaguas
producidasproducidas..

6. INTRODUCCION A LAS FACILIDADESINTRODUCCION A LAS FACILIDADES
DE PRODUCCION

7. HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS::
Compuestos de carbono e hidrógeno que
tienen determinadas propiedades. Se
encuentran acumulados en las rocas del
subsuelo (porosas y permeables), bien sea
HIDROCARBUROSHIDROCARBUROS::
Compuestos de carbono e hidrógeno que
tienen determinadas propiedades. Se
encuentran acumulados en las rocas del
subsuelo (porosas y permeables), bien seasubsuelo (porosas y permeables), bien sea
en forma: sólida, líquida o gaseosa.
Se pueden producir a través de pozos que
se han perforado. Generalmente vienen
acompañados de: agua y otras impurezas.
Requieren tratamiento previo para poder
ser utilizados y comercializados.
subsuelo (porosas y permeables), bien sea
en forma: sólida, líquida o gaseosa.
Se pueden producir a través de pozos que
se han perforado. Generalmente vienen
acompañados de: agua y otras impurezas.
Requieren tratamiento previo para poder
ser utilizados y comercializados.

8. 1. Hidrocarburos saturados, alcanos o
parafinas.
2. Hidrocarburos nafténicos, cicloalcanos o
TIPOS DE HIDROCARBUROSTIPOS DE HIDROCARBUROS
2. Hidrocarburos nafténicos, cicloalcanos o
cicloparafinas.
3. Hidrocarburos aromáticos.
4. Hidrocarburos asfalténicos o mixtos.

9. Crudos ácidos
Son altamente corrosivos debido a su
contenido de dióxido de carbono y ácido
TIPOS DE HIDROCARBUROSTIPOS DE HIDROCARBUROS
contenido de dióxido de carbono y ácido
sulfhídrico.
Crudos dulces
No poseen gases o sustancias corrosivas
asociadas con el petróleo.

10. YACIMIENTO TIPICO
SUPERFICIESUBSUELO
(Acumulación de Fluidos en una Roca Porosa y Permeable)
PETROLEO
GAS
AGUA
ROCAS
TRAMPA
PRESION DEL YACIMIENTO

11. OPERACIONES
DE SUBSUELO
OPERACIONES
DE SUPERFICIE
GESTION INTEGRADA DE PRODUCCION
INTEGRACION Y APLICACIÓN
DE TECNOLOGIAS DE
PRODUCCION
GESTIONGESTION

12. DATOS BASICOS DEL YACIMIENTODATOS BASICOS DEL YACIMIENTO
Porosidad
Permeabilidad
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.

13. La capacidad para almacenar fluidos
POROSIDADPOROSIDAD
Volumen vacío de
una roca lleno de
100*
rocabrutovolumen
porosoespaciovolumen
=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 espacios
interconectados.

14. 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 FLUIDOSSATURACION 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.

15. 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 )

16. 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 serelación 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
erficieenproduidogasvol
Rs
tan.
sup.

17. RESERVAS CALCULADASRESERVAS CALCULADAS
Cantidades de petróleo y/o gas que se estimanCantidades de petróleo y/o gas que se estiman
con un alto grado de certeza, que pueden estarcon 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 estimanCantidades de petróleo y/o gas que se estiman
con un grado de certezacon un grado de certeza ( 40( 40 –– 80 %)80 %) y puedeny pueden
ser recuperadas en forma económica y con lasser recuperadas en forma económica y con las
técnicas disponibles.técnicas disponibles.

18. ParaPara producirproducir loslos fluidosfluidos dede loslos PozosPozos sese
requiererequiere::
• Conocer sus características y su
comportamiento para poder manejarlos en
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSPROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
comportamiento para poder manejarlos en
forma óptima en superficie.
• Evitar problemas operacionales y daños de
formación.
• Optimizar la operación de los equipos y
reducir los costos operacionales.

19. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
CAUDALCAUDAL
El caudal (Q) es una variable importante en el
proceso de producción de petróleo ya que es
una medida del volumen producido de un fluido
en 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

20. CALIDAD Y GRAVEDAD DEL CRUDOCALIDAD Y GRAVEDAD DEL CRUDO
La Calidad de un crudo depende
principalmente de la gravedad API, la cual
esta relacionada con la gravedad
especifica de dicho crudo :especifica de dicho crudo :
141.5
SG = --------------------
131.5 + o API.
º
.
.API
o
= −
1415
1315
γ

21. 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 APIYacimientos 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 ..

22. TEMPERATURA:
La temperatura de los fluidos: es una medida del
grado de calor que tienen los fluidos en un sitio
determinado. Si la temperatura se mide en el
fondo del yacimiento, corresponde a la
temperatura de fondo y temperatura en
superficie, a la cual llega un fluido a la cabezasuperficie, a la cual llega un fluido a la cabeza
del pozo.
Temperatura absoluta: ºK = ºC + 273
Temperatura absoluta: ºR = ºF + 460
ºF = (9/5 ºC) + 32 ºC = 5/9 (ºF – 32)

23. 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 una
profundidad h (ºF)
Ts=Temperatura del medio ambiente a
temperatura de su superficie (ºF)
∇∇∇∇G=Gradiente geotérmico (ºF/100 pies)
h= Profundidad a la cual se desea
medir la temperatura de formación
(pies)
T T
G h
F S= +
∇ ×
100

24. 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

25. OTRAS PROPIEDADES DELOTRAS PROPIEDADES DEL
PETROLEO CRUDOPETROLEO CRUDO
Contenido de agua y sedimentos
(BSW): porcentaje de agua y
sedimentos por barril de petróleo
Contenido de sal: libras de sal
por cada 1000 barriles. Máximo
permisible en refinerías o en
condiciones de venta ??
Contenido a azufre: definir máximo
permisible para ventas (< 3.0%)

26. 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

27. Para producir un “Pozo Petrolero” se
requiere que los fluidos del yacimiento
entren al pozo y se puedan sacar hasta
superficie, para luego separarlos
LA PRESIÓN DE LOS YACIMIENTOS
superficie, para luego separarlos
procesarlos y transportarlos a los centros
de consumo.
PRESION DE YACIMIENTO: FUENTE
NATURAL DE ENERGIA

28. 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

29. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
P h= × ×0052. ρ p = 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, siendodel 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) γ
ρ
ρL
liquido
agua
p T
=
@ ,
Gravedad específica para los gases: (γγγγg) γ
ρ
ρG
gas
aire p T
=
@ ,
P hh = × ×0052. ρ p = Densidad del fluido ( Lb/gal )
h = Altura de la columna de fluido

30. 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 que
opere en un yacimiento, existen
diferentes mecanismos de recobro de
hidrocarburos.

31. EMPUJE POR CAPA DE GAS
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA

32. GOR
Presión
EMPUJE POR CAPA DE GAS
Figura 34. Patrón típico de agotamiento de un yacimiento
con empuje por capa de gas.
Tiempo
Presión
Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje por capa
de gas.
Caudal Q

33. EMPUJE POR GAS EN SOLUCIÓN
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL

34. GORPb
EMPUJE POR GAS EN SOLUCIÓN
Figura 32. Patrón típico de agotamiento de un yacimiento
con empuje por gas en solucion.
Presión
qo
Tiempo
Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje de gas en
solución

35. EMPUJE HIDRAULICO POR AGUA
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
PETROLEO
AGUAAGUA

36. Presión
GOR
qw
EMPUJE HIDRAULICO POR AGUA
Figura 36. Patrón de agotamiento típico de un yacimiento
con empuje por agua.
GOR
qo
Tiempo
Patrón típico de agotamiento de un yacimiento con empuje de
agua

37. MECANISMOS COMBINADOS
ETAPA INICIALETAPA INICIAL ETAPA FINALETAPA FINAL
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
GAS
PETROLEO
AGUA AGUA
PETROLEO
AGUAAGUA
Gas

38. 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

39. SISTEMA DE EXTRACCION DESISTEMA 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
HASTAHASTA
SUPERFICIESUPERFICIE
CON LA ENERGIACON LA ENERGIA
PROPIAPROPIA
DEL YACIMIENTODEL YACIMIENTO
HASTA SUPERFICIEHASTA SUPERFICIE
REQUIERE ENERGIAREQUIERE ENERGIA
PARA PRODUCIRPARA PRODUCIR
BOMBEO MECANICOBOMBEO MECANICO
GAS LIFTGAS LIFT
BOMBEO HIDRAULICOBOMBEO HIDRAULICO
BOMBEO ELECTROSUMERGIBLEBOMBEO ELECTROSUMERGIBLE
BOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVASBOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVAS

40. “Arboles de Navidad”
Serie de válvulas
que permiten
controlar las
presiones y
FLUJO NATURALFLUJO NATURAL
presiones y
caudales de los
fluidos
provenientes del
pozo productor y
conectarse a las
líneas de flujo.

41. Si la presión del Yacimiento no es suficiente
para que los fluidos lleguen a la superficie,
hay que instalar un equipo que le suministre
FLUJO ARTIFICIALFLUJO ARTIFICIAL
hay que instalar un equipo que le suministre
la energía requerida para llevarlos hasta
superficie y en este caso se tiene un pozo
por:
“FLUJO“FLUJO ARTIFICIAL”ARTIFICIAL”

42. MECANICO ELECTROSUMERGIBLE HIDRAULICO GAS LIFT
Muy usado Adaptabilidad Adaptabilidad Adaptabilidad
Alta Eficiencia Especializado Especializado Especializado
SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIALSISTEMAS 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

43. En el proceso de Producción de un Campo
petrolero, si no se suministra una presión
externa al yacimiento, se tiene un campo en:
“PRODUCCION PRIMARIA”.
PRODUCCION PRIMARIA O SECUNDARIAPRODUCCION 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”.

44. • Flujo burbuja
TIPOS DE FLUJOS EN TUBERIAS
VERTICALES
• Flujo tapón
• Flujo anular
• Flujo tipo niebla

45. TRATAMIENTO
DE AGUAS
(Vertimiento o
Reinyección)
EXTRACCION
(SUBSUELO)
Sistemas de
Producción
RECOLECCION
Y 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

46. PROBLEMAS DE LA PRODUCCIONPROBLEMAS DE LA PRODUCCION
PROBLEMAS DE SUBSUELO Y DE EQUIPOS
ProducciProduccióón den de
aguaagua
IncursiIncursióón den de
ArenaArena
Depositación deDepositación de
ParafinasParafinas
IncrustacionesIncrustaciones
orgorgáánicas enicas e
inorginorgáánicasnicas
Problemas con elProblemas con el
equipo deequipo de
ProducciProduccióónn
Otros problemasOtros problemas
combinadoscombinados
Taponamiento porTaponamiento por ssóólidoslidos

47. 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?

48. 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?

49. La mezcla de fluidos que llegan hasta
superficie tienen propiedades físicas
diferentes. Es necesario manejarlos en
superficie en forma diferente según sus
CONCLUSIONCONCLUSION
superficie en forma diferente según sus
propiedades y el uso que se les vaya a
dar (clientes finales)
Por esta razón, se construyen y se
operan “facilidades de producción o
baterías” acordes a sus características.