Yacimiento de gas

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CONTROL DE PRODUCCION
YACIMIENTOS GASIFEROS

• Producción II

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(No Transcript)
3
(No Transcript)
4
(No Transcript)
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Diagrama del Proceso
65-70 KG
65-70 KG
LTS
Compresor
Gasoducto
HP 35 KG MP 30 KG LP 15 KG LLP 10 KG
Pozos
USP
Compresor
PTC
Gasolinas
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Diagrama del Proceso
Gas de Venta
Tratamiento
Deshidratación
Procesamiento
Compresor
P
Pozos
MANIFOLD
HP Separador
Compresor
Calor
Estabilización
Oil
Oil y Agua a Tratamiento
Hidratos
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(No Transcript)
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• Wellhead Facilite
• Diseñado bajo la norma API (RP) 14 C
• Presión de trabajo 135 Barg
• Temperatura máxima de trabajo 60 C (45 C
  15 C de margen de seguridad) a 0,5
  MSm3/d
• Máxima capacidad de producción de 0,5 MSm3/d y
  mínima de 0,05 MSm3/d
• Capacidad para producir 10 m3/MSm3 de gas con
  una capacidad máxima de producción de fluido
  de 21 m3/MSm3 de gas
• Capacidad de mover 10 de CO2 en el flujo de
  gas producido
• Conjunto de válvulas de producción y
  seguridad

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• Panel de Control
• Apertura o cierre de válvula Maestra o Wing
  Valve (SDV)
• Apertura o cierre de válvula de línea (ESDV)
• Manejo de Skid de químicos
• Detección de baja o alta presión en boca con
  parada automática
• Detección de fuego en boca
• Comunicación con centro de control a través de
  fibra óptica o sistema SCADA
• Manejo de válvulas UMV, LMV y DHSV

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SKID DE QUIMICOS
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MANIFOLD
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Hidratos
Los hidratos son estructuras cristalinas que
resultan de la combinación física de moléculas de
agua, hidrocarburos y otros (H2S, CO2,...) en
ciertas condiciones de presión y temperatura La
primera etapa de formación de los hidratos es la
nucleación, en la que se forman los núcleos de
hidratos y se agrupan hasta alcanzar el tamaño
crítico. El cristal de base formado crecerá por
el agregado de moléculas de agua (cristalización)
hasta alcanzar el equilibrio termodinámico.

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Hidratos

• Existen 3 tipos de formaciones de hidratos
• Tipo I II ? Son los hidratos típicos que se
  forman en las operaciones
• Tipo H ? Solo han sido formados en laboratorios.

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Hidratos

• Las condiciones para la formación de hidratos son
  las siguientes
• Trabajar el flujo de gas en condiciones de
  presión y temperatura que favorecen la
  precipitación de los mismos.(alta P y Baja T)
• El gas se encuentra por debajo del punto de
  burbuja con agua libre presente, es decir si no
  hay agua libre presente el hidrato no puede
  formarse está condición se da a altas
  velocidades del gas y en punto de nucleación del
  sistema (válvulas, codos, reducciones)
• Presencia de hidrocarburos livianos (C1 a C4)
  o gases ácidos (CO2/ H2S) o Nitrógeno
• Por Ejemplo
• Los hidratos de metano pueden destruirse a
  temperaturas de -15C y presión atmosférica pero
  a altas presiones los mismos se pueden formar a
  temperatura ambiente en regiones cálidas.

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Hidratos
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Hidratos
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Hidratos

• Una vez que los hidratos son formados en el
  sistema se pueden usar procesos para manejar los
  mismos y no tener problemas aguas arriba
• LTX (intercambiador a bajar temperatura)

Gas Residual
Gas
Condensados y Agua
Condensados
Separador trifásico HP
Agua
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Hidratos

• Prevención
• Mediante calor
• Mediante tratamiento químico del flujo de gas
• Con este tratamiento lo que realizamos es bajar
  la temperatura de formación de hidratos estos
  pueden ser
• Alcohol
• Glycol
• A pesar de que el metanol es muy eficiente su
  volatilidad hace su regeneración muy costosa y
  poco practica, comúnmente se utiliza como Back-up
  y en operaciones especiales lo comúnmente
  utilizado es MEG y DEG .
• Mediante la deshidratación para evitar que la
  fase vapor condense dentro del agua libre

• Metanol
• Ethylene glicol (MEG)
• Diethylene glicol (DEG)

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Hidratos
Type of Product Product Injection Point Flow-rates Back-up Pump Storage Requirements Filtration Requirements Transfer Requirements
Hydrate Inhibitor Methanol Well Heads Non-permanent injection No 1 m3 Fixed-Tank per well No Transfer from Transportables Tanks
Corrosion Inhibitor EC-1154A Well Heads 15 l/d Yes 1 m3 Fixed-Tank per well No Transfer from Transportables Tanks or Drums
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Hidratos
Entre los problemas principales que trae asociado
los hidratos tenemos el taponamiento de las
cañerías de conducción con la consecuente perdida
de caudal del flujo de gas también produce la
afección de válvulas, codos y instrumentos de
medición cuando este fenómeno ocurre se los
denomina Freezing
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• Sistemas de Medición
• Sistema de Medición de Gas Natural
• Dispositivo Primario
• Placa Orificio
• Turbina
• Ultrasónico
• Dispositivo Secundario
• Transmisor de Presión Estática
• Transmisor de Presión Diferencial
• Transmisor de temperatura y cromatografía
• Dispositivo Terciario
• Computador de Flujo

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Sistemas de Medición
Placa Orificio Se fabrican en distintos
diámetros y dimensiones generales de acuerdo a
las especificaciones de la norma AGA N 3
(American Gas Association) dentro de las
especificaciones definidas por la norma
tenemos El borde aguas arriba del orificio debe
ser construido en ángulo recto, sin contornos
redondeados, además indica los valores de espesor
que deben tener las placas para los distintos
diámetros de tuberías y el espesor del borde
aguas arriba este ultimo no deberá exceder de
1/50 del diámetro interior de la tubería (D) y
1/8 del diámetro del orificio (d) adoptándose el
menor valor espesor que resulte de ambos
requerimientos por tal motivo es que algunas
placas cuyo espesor supere lo requerido por la
norma son biselados o rebajados para entrar
dentro de las especificaciones. Otra
especificación importante de AGA, para minimizar
los errores de medición es que la relación entre
(d/D) no debe superar los limites 0.15-0.70 a
está relación se la denomina factor Beta y la
misma se la puede encontrar en tablas para
distintos diámetros de tuberías.
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
Se mide la presión deferencial (P1-P2) y
temperatura de la vena de fluido en forma
electrónica, estás señales son colectadas por la
RTU y a través de una CPU realiza el calculo de
caudal en función de la norma AGA 3. Este caudal
se transmite a través de un sistema SCADA al
centro de control cada 10 minutos graficando los
mismos. Desde este centro de control se puede
actualizar las dimensiones de la placa orificio a
través de algoritmos de calculo existentes en la
RTU en función de las condiciones operativas del
pozo.
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición

• Control Dimensional de la Placa
• Diámetro efectivo
• Desvió de circularidad
• Espesor de la placa
• Espesor del pasaje
• Angulo del bisel
• Rugosidad media aritmética caras aguas arriba y
  abajo
• Desvió de planificad caras agua arriba y abajo

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Sistema de Medición
Longitud del puente de medición
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Sistema de Medición
Acondicionador de flujo

• Control dimensional según norma
• Cantidad de tubos
• Diámetro
• Longitud
• Área de tubos

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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
Porta orificio Hay de dos tipos de bridas y
porta orificio Daniel Senior una de las grandes
ventajas de este ultimo es que en su reemplazo no
es necesario el uso de un By-pass. La función de
portaorificios es mantener la placa en el centro
del conducto, normalmente las placas se
corresponden con sus bridas por lo que el
centrado de las mismas es inmediato.
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición

• Extracción de placa Orificio
• Abrir la válvula ecualizadora de presiones (9)
• Abrir la válvula de compuerta (8), comunica ambas
  caras
• Girar el eje del piñón inferior (7), levanta la
  placa primer tramo
• Girar el eje del piñón superior (6), levanta la
  placa segundo tramo
• Cerrar la válvula compuerta (8)
• Cerrar la válvula ecualizadora de presiones (9)
• Abrir la válvula de venteo (5),queda sin presión
  la cámara superior
• Lubricar con la grasera (10), lubrica la guía
• Aflojar pernos de fijación (1), sin sacar la
  placa de fijación (2)
• Girar el eje del piñón superior (6), la placa
  orificio al ascender suelta el conjunto
  empaquetador y tapa (3,4)
• Sacar la pieza de fijación (2) y el conjunto
  (3,4)

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Sistema de Medición

• Instalación de la placa orificio
• Cerrar la válvula de venteo (5)
• Colocar la placa orificio y girar el piñón
  superior (6) hasta que la placa apoye suavemente
  en la válvula de compuerta (8)
• Colocar conjunto (3,4), la placa de fijación (2)
  y ajustar los pernos (1)
• Abrir la válvula ecualizadora de presiones (9)
• Abrir la válvula de compuerta (8)
• Girar piñón superior (6)
• Girar piñón inferior (7), asienta la placa
  orificio en su posición de trabajo
• Cerrar la válvula compuerta (8)
• Cerrar la válvula ecualizadora de presiones (9)
• Abrir la válvula de venteo (5)
• Lubricar la guía
• Cerrar la válvula de venteo

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Sistema de Medición
Tubo medidor Lo constituye la parte recta del
puente de medición ubicado a ambos lados de la
placa orificio. Es importante que el gas circule
con la menor perturbación posible a fin de
obtener la mayor exactitud en la medición, para
esto se requiere una longitud recta mínima a
ambos lados las cuales vienen especificadas en la
Norma AGA N3 para distintas aplicaciones y
generalmente en diámetros de tuberías.
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Sistema de Medición
Medidor de temperatura Deberá ser instalado
aguas debajo de la placa orificio a una distancia
mínima requerida y no más de 20 diámetros de la
tubería.
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Sistema de Medición
Registrador de Presión
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Sistema de Medición
1)- Las válvulas (1,2) y venteo (3) deben estar
abiertas. Las válvulas (4 y 5) deben permanecer
cerradas. 2)- Dar cuerda al reloj y ajustarlo al
intervalo deseado. 3)- Colocar la carta de
registro y controlar el estado de las
plumas. 4)- Ajustar la pluma de presión estática
al cero de la carta. Para ello regular el
tornillo del brazo de la pluma. 5)- Ajustar la
pluma de presión diferencial al cero de la carta,
para lo cual se cierra la válvula de venteo (3) y
se abre la válvula de paso (4), como la válvula
(5) está cerrada y las válvulas (1 y 2) están
abiertas la presión P1 actuara sobre ambos
diafragmas. En está condición ajustar la pluma al
cero de la carta con el correspondiente tornillo
de regulación. 6)- Abrir la válvula de paso (5)
y cerrar lentamente la válvula (1), observando si
la pluma de presión diferencial se ubica en las
proximidades del punto de la escala de la carta.
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Sistema de Medición

• Selección del diámetro de orificio y Estimación
  del caudal
• Con la regla de Daniel podemos seleccionar el
  diámetro del orificio a utilizar y el caudal de
  gas, la misma se utiliza cuando se desea estimar
  un caudal de gas in-situ donde no se requiere
  exactitud, para cálculos más precisos se utiliza
  software específicos.
• Con la regla evitamos probar distintos diámetros
  de orificios hasta encontrar el que nos de el
  valor de presión diferencial que deseamos, para
  la utilización de la misma debemos conocer los
  siguientes datos
• Caudal estimado de gas a medir, en pie3/hora
• Diámetro del tubo medidor, en pulgadas
• Presión manométrica del sistema, en psi
• Temperatura estimada de gas (podemos adoptar un
  valor promedio de 60 F)
• Gravedad especifica del gas

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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
Datos necesarios para el calculo del
orificio 1)- Caudal estimado de gas, en
pie3/hora 2)- Diámetro del tubo medidor, en
pulgadas 3)- Presión manométrica del sistema, en
psi 4)- Temperatura estimada de gas (podemos
adoptar valor promedio de 60 F) 5)- Gravedad
especifica del gas 6)- Presión
diferencial Datos necesarios para el calculo de
gas 1)- Presión diferencial 2)- Presión
estática 3)- Diámetro del Orificio 4)-
Temperatura promedio del gas 5)- Gravedad
especifica del gas 6)- Relación ß
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Sistema de Medición
Selección del diámetro del orificio 1)-
Desplazamos la regla superior (1) y hacemos
coincidir el valor del caudal de gas (flow rate)
con el valor de la presión diferencial, que está
indicada en la escala fija superior 2)-
Desplazamos la regla intermedia (2) hasta hacer
coincidir el valor de la presión del sistema con
el diámetro del tubo medidor, que está indicado
en la regla superior 3)- Desplazamos la regla
inferior (3) y hacemos coincidir el valor de la
gravedad especifica del gas con el valor de la
temperatura, que está indicada en la regla
intermedia 4)- Con la regla (1) en esa posición
leemos el valor de ß en la escala superior de la
misma Con este valor ß y para la medida del tubo
medidor encontramos el diámetro del orificio a
utilizar
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Sistema de Medición
Estimación del caudal 1)- Hacemos coincidir el
valor de ß con el diámetro del orificio. 2)-
Desplazamos luego la regla intermedia hasta hacer
coincidir el valor de la temperatura del gas con
el valor de la gravedad especifica del
mismo. 3)- Manteniendo la regla intermedia en
esa posición desplazamos la regla superior hasta
hacer coincidir el diámetro del tubo medidor con
el valor de presión estática. 4)- Buscamos en la
escala superior el valor de la presión
diferencial y en correspondencia con este leemos
el caudal de gas.
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Sistema de Medición

• Ventajas de medición con placa orificio
• Mayor tolerancia a las impurezas del gas
• Cuando un bache de liquido en el gas natural pasa
  por el punto de medición se puede continuar
  prestando el servicio a un bajo costo de
  mantenimiento
• Al efectuar análisis de presión estática y
  diferencial se realiza el diagnostico oportuno de
  presencia de liquido en el flujo de gas a objeto
  de poner las alertas respectivas aguas abajo
• Equipos simples y económicos
• Fácil ejecución de mantenimiento
• Partes intercámbiales entre las placas orificio
• Luego de salir de servicio la placa puede ser
  utilizada en otro sistema
• La placa orificio es de fácil interpretación para
  los operadores de la misma

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Sistema de Medición

• Desventajas de medición con placa orificio
• Instrumento de baja precisión
• Es fácil que se descalibre, esto ocurre inclusive
  con el cambio de carta la cual se hace
  semanalmente
• Pueden ser manipulados con facilidad y el
  registrador se descalibra
• Dado que por lo general no tienen incorporado
  registrador de temperatura la medición se realiza
  con un promedio de la misma que incorpora mayor
  incertidumbre a la medición
• En las paradas de emergencia de las plantas
  compresoras se produce un cierre abrupto de las
  válvulas actuadoras y al empezar el venteo del
  gas se produce una gran velocidad del fluido lo
  cual ocasiona dobladura de los orificios y en
  algunos casos se sale la placa del porta orifico

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Sistema de Medición

• Turbina
• Este tipo de medidor consiste en un rotor que
  gira al paso del flujo de gas o liquido con una
  velocidad directamente proporcional al caudal, la
  velocidad del fluido ejerce una fuerza de
  arrastre en el rotor, la diferencia de presiones
  debida al cambio de área entre el rotor y el cono
  posterior ejerce una fuerza igual y opuesta
  debido a esto el rotor se encuentra equilibrado
  hidrodinámicamente y gira entre el cono anterior
  y posterior sin necesidad de rodamientos.
• Existen dos tipos de convertidores para captar la
  velocidad de la turbina
• De Reluctancia
• Inductivo
• Fabricado bajo especificaciones de AGA N 7

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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
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Sistema de Medición
Medidor Ultrasónico
El principio de funcionamiento se basa en que una
onda sonora viaja a velocidad especifica
dependiendo el tipo de fluido, si el fluido está
en movimiento la velocidad de la onda ultrasónica
es igual a la suma de velocidades del sonido en
ese fluido y la velocidad del fluido relativa a
los traductores. La onda sonora viajando en la
dirección del fluido llegara antes que la que
viaja en dirección contraria (aguas arriba) un
medidor de tiempo de transito opera midiendo
ambas, el tiempo de transito absoluto y la
diferencia requerida entre ambas para viajar
entre los traductores. Basada en ese tiempo de
transito el medidor calcula la velocidad media
del flujo y partir de la misma realiza un calculo
del caudal de gas Fabricado bajo
especificaciones de AGA N9
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Sistema de Medición

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Sistema de Medición
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Especificación Gas de Venta
Según Resolución 622/98 ENARGAS Gas Suministrado
a Consumidores
Potential Flow Rate 13.8 MSm3/d _at_ actual HV
HC Dew Point -4.0 C _at_ 55 bara
Water content 65 mg / SCM
Carbon Dioxide (CO2) 2 molar fraction
Inert Component (N2CO2) 4 molar fraction
Hydrogen Sulphide (SH2) 3 mg/sm3
(S) 15 mg/sm3
Solid particles 22.5 Kg/Msm3
Liquid particles 100 L/Msm3
Oxygen (O2) 0.20 molar fraction
GHV(Power Calorific) 8850 -10200 kcal/Sm3
Pressure 76 barg
Max. Temperature 50 C
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