Informe Practicas Petrobras

Plantas de Tratamiento de Gas Natural Colpa-Caranda

Informe Practica de Campo Universidad: UNIVERSIDAD PRIVADA DE SANTA CRUZ DE LA SIERRA

Empresa: PETROBRAS ARGENTINA S.A. SUCURSAL BOLIVIA Practicante: Johnny Nicola La Fuente Manicone Nre. 2009114281 Asignatura: Pasantía Profesional y Social (PG-425) Supervisores: Ing. Mario Ciancaglini Ing. Pablo Peralta FECHA: 17 de Enero al 16 de Febrero del 2011 Santa Cruz de la Sierra – Bolivia

Contenido 1.

Introducción ---------------------------------------------------------------------------------------- 2

2.

CSMS ----------------------------------------------------------------------------------------------- 2

3.

Yacimiento Caranda ------------------------------------------------------------------------------ 3

3.1.

Sistema de Producción de Petróleo y Gas --------------------------------------------------- 3

3.1.1.

Pozos, Sistemas de Recolección y Gas Lift ---------------------------------------------- 3

3.1.2.

Planta de Compresión ----------------------------------------------------------------------- 7

3.2.

Sistema de Producción de Petróleo y Gas ------------------------------------------------- 15

3.2.1.

Planta Inyección ---------------------------------------------------------------------------- 15

3.2.2.

Control de Calidad del Agua ------------------------------------------------------------- 17

3.2.3.

Pozos Inyectores --------------------------------------------------------------------------- 17

4.

Yacimiento Colpa ------------------------------------------------------------------------------- 18

4.1.

Sistema de Producción de Petróleo y Gas ------------------------------------------------- 18

4.1.1.

Pozos, Sistema de Recolección y Gas Lift --------------------------------------------- 18

4.1.2.

Planta de Gas ------------------------------------------------------------------------------- 20

4.1.3.

Diagramas de Flujo ------------------------------------------------------------------------ 25

4.2.

Inyección de Agua de Producción ---------------------------------------------------------- 29

4.2.1.

Planta de Inyección ------------------------------------------------------------------------ 29

4.2.2.

Pozo Inyector ------------------------------------------------------------------------------- 30

5.

Conclusión y Recomendaciones --------------------------------------------------------------- 30

5.1.

Caranda ----------------------------------------------------------------------------------------- 30

5.2.

Colpa ------------------------------------------------------------------------------------------- 30

1 Johnny Nicola La Fuente Manicone

1. Introducción PETROBRAS ARGENTINA S.A sucursal Bolivia es una empresa integrada de energía que busca desenvolverse de manera rentable con responsabilidad social y ambiental. PETROBRAS tiene adjudicado mediante decretos supremos los campos de Colpa y Caranda ubicados en el departamento de Santa Cruz Bolivia. Esta empresa es la operadora en estos campos. Realiza actividades de exploración y explotación de hidrocarburos. Además de operar las plantas de tratamiento de gas natural donde separa los líquidos del gas para exportación. El campo Caranda se ubica en la provincia Ichilo y Colpa se ubica en la provincia Warnes. El campo Caranda tiene como principales objetivos la deshidratación y compresión del gas natural además de reinyectar el agua de producción pre tratada. El caudal de producción en la actualidad en Caranda es de 16 MMPCD y el volumen de condensado de aproximadamente 340 barriles día y 240 barriles día de agua. Este gas se envía mediante un gasoducto de 10” y de 32 Km de longitud a la planta Colpa y el condensado es bombeado a la refinería. Colpa es una planta que tiene por objetivos la deshidratación, compresión y la extracción de licuables del gas natural, además de la reinyección de agua de producción. Entre los productos están el GLP, condensado y gasolinas. El caudal de producción en Colpa es de 12MMPCD y el volumen de condensado es de 140 barriles día y aproximadamente 100 barriles de agua día. El condensado mas la gasolinas es bombeado a la refinería. El gas de ambas plantas estrado en Colpa para mandar al gasoducto para su exportación.

2. CSMS Es muy importante antes de ingresar a la cualquier planta de tratamiento de gas natural tomar en cuenta lo que es el CSMS, Seguridad, Medioambiente y Salud. Todos deben contar con el equipo de protección personal

También es importante entender las siguientes figuras 2 Johnny Nicola La Fuente Manicone

A la entrada del warehouse se encuentra el tablero donde indica el lugar de trabajo y quienes están en la planta uno debe anotar su nombre al entrar y borrar su nombre al salir.

En el caso de una emergencia las alarmas sonoras se activaran, y uno deberá ir al punto de reunión. En este punto el Líder verificara con el tablero de personal para controlar que todos estén allí. En caso que faltase alguien se crea un equipo de rescate.

3. Yacimiento Caranda 3.1.

Sistema de Producción de Petróleo y Gas

3.1.1.Pozos, Sistemas de Recolección y Gas Lift El yacimiento colpa tiene su fuente de producción de las formaciones Chaco, Yecua, Petaca, Cajones, Yantata, Ichoa, Ichoa, Tarija, Iquiri y en formaciones profundas como Huamampampa, Robore y Sara. Solo existe un pozo profundo en el campo el pozo Caranda 1003 produce de la formaciones profundas .En el campo se tienen pozos productores de gas y unos cuantos de petróleo algunos de ellos intermitentes. Estos se clasifican de acuerdo a sus presión baja (40-65) psig, media (80-105) psig y súper alta presiones mayores a 700 psig. Entre los pozos productores de petróleo están el car-9LL, car-15, car- 61, car-81entre 3 Johnny Nicola La Fuente Manicone

ellos están los intermitentes car-2, car-16, car –55, car-104, car-1002 LL. El resto de los pozos son gasíferos. Todos estos pozos son de surgencia natural excepto los pozos car-2,

car-9 LL, car-55, car-61, car-81que son producidos con gas lift. El sistema de gas lift es aquel método utilizado como mecanismo de empuje de los pozos. Este sistema solo es aplicado para los pozos petroleros. El gas inyectado al pozo por el casing es aquel gas que ya fue tratado y se lo saca de la línea del gasoducto. Este gas es llevado al distribuidor de gas lift número 1, este se encarga de distribuir a los pozos car-55 y car-81. En campo se encuentra el distribuidor de GLS 2, este distribuye a los pozos car9LL, car-61 y al car-2. EL caudal usado de gas tratado para el sistema de recuperación gas lift es aproximadamente de 1.2 MMPCD.

Clasificación de Pozos.Pozo car-2 car-9LL car-10 car-11 A car-14 car-15 car-16 car-17 car-21 car-23 car-24 car-26 car-30 car-34 car-41 car-42 car-43 car-50 car-55 car-58 car-61 car-62

Presión Baja Baja Media Baja Baja Baja Media Baja Baja Baja Media Baja Baja Media Media Media Baja Media Baja Baja Baja Media

Fluido Inyec . Choke Intermitente G/P/A SI NO SI G/P/A SI NO NO G NO 38" NO G NO NO NO G NO 18" NO G/P NO 22" NO G/P/A NO NO SI G NO NO NO G NO NO NO G NO 40" NO G NO 42" NO G NO NO NO G NO NO NO G NO 14" NO G NO 40" NO G NO 46" NO G NO 48" NO G NO 22" NO G/P/A SI NO SI G NO NO NO G/P/A SI 34" NO G NO 38" NO 4

Johnny Nicola La Fuente Manicone

car-81 Baja G/P/A car-104 Baja G car-1001 Media G/P/A car-1002 LL Baja G/P car-1002 LC Baja G/P/A car-1003 Súper Alta G/A car-1004LL Baja G car-1006 T Baja G car-1006 C Baja G car-1008 LL Baja G car-1008 LC Baja G car-1010 LL Baja G car-1010 LC Baja G car-1012 Baja G car-1014 Baja G car-1015 Baja G

SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO

NO NO NO 14" 20" 36" 24" 18" NO NO 18" NO NO 42" 44" 48"

NO SI NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO

La producción del car-1003 es la única línea que presenta problemas serios con el tema de corrosión. Este pozo produce mucho dióxido de carbono, este compuesto junto con el agua crea acido carbónico. Este producto corroe la cañería. El tratamiento que se hace para este pozo es la inyección de un producto llamado Cronox mediante una bombita a la línea de producción. Este es un inhibidor de corrosión tiene como función crear una película que protege la cañería del acido. El monitoreo este esta producción se lo hace tomando una muestra de la línea de producción. Esta muestra se la lleva al laboratorio de la PIA, en el laboratorio se testea el pH, nivel de hierro y turbidez. Un ejemplo de una muestra demostró un pH de 5.1, nivel de hierro de 56. En la planchada se encuentran los arreglos superficiales llamados arbolitos. Un arbolito es un arreglo superficial de válvulas que tienen como función controlar la producción regulando la presión. Existen tres tipos de arbolitos el tipo bloque como el car-1003, los tipo grey log y el tipo brida. El arreglo cuanta con cuatro componentes claves. La primer llave maestra o tronquera, la segunda llave maestra o tronquera, la llave de maniobra, llave de producción o lateral y el porta choke. Existen arbolitos de doble terminación, esto quiere decir que el pozo tiene dos líneas de producción. Esto se debe ya que se produce a diferentes niveles. En boca de pozo están instaladas la líneas de venteo, esta línea es de suma importancia ya que sirve para desaguar el pozo. Estas están en los puentes de producción, se llama así al 5 Johnny Nicola La Fuente Manicone

arreglo aguas abajo del pozo, es todo aquel arreglo de tuberías que conforman la línea de producción, venteo y la línea de inyección de gas lift por el casing. Los estranguladores son los chokes estos controlan la presión para regular la producción, controlar la el agua y la arena. Estos van al porta choke. En los pozos existen chokes como en el car-1003 con un choke de 36”. Esta es un medida de 36/64 “este es el diámetro del choke. Existen dos tipos de chokes los fijos y los regulables actualmente en el campo Caranda solo se utilizan los fijos. Se cambia el choke tomando en cuenta el caudal crítico. En campo existen los colectores de campo estos son manifold cumplen la función de unir las producciones de pozos para crear una sola línea que vaya a la planta. En campo también están los distribuidores de gas lift, este cumple la función de repartir gas de una línea para distintos pozos. Esta línea proviene de la línea de salida de la planta. Esta con una presión de de mas de 1000 psi, por lo tanto estas presiones tienen que estar reguladas con chokes regulables. Una vez efectuada esta operación el gas sufre una condensación y una caída en la temperatura gracias a la caída de presión para la inyección del gas lift. Gracias a este fenómeno se colocan en campo los calentadores, estos son como hornos que calientan al gas para evitar la formación de hidratos. Además de los calentadores están las trampas de líquidos para atrapar el condensado de creado por la caída en la temperatura. En campo están los moto compresores de campo, actualmente en el campo están tres. Dos de ellos son los compresores Leroy (MC-1001 Y MC-1002), la función de estos compresores es la de captación de gas en la planchada de los pozos car-58, car-1002 y car-15. Además estos compresores ayudan a elevar las presiones de los pozos car-11 y car-13. Estos elevan la presión a más o menos 50 psi para que así en planta entren al sistema de baja. Existe otro moto compresor de campo este es uno marca CERCO, está ubicado en el pozo car-104. Su función es la de elevar la presión de dicho pozo para que entre al sistema de baja en planta. Estos tres compresores tienen su propia refrigeración de agua de y motor mediante un radiador con ventiladores integrados. Además estos compresores contienen sus propios depuradores en la entrada de gas en la succión, eso así para evitar que en-

tren líquidos o solido al compresor.

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Parámetros RPM P Suc.(psi) P Des. (psi) T Des. (F) T Agua(F) Caudal (MPC)

MC1001 1840 0 112 190 202 520

MC1002 1840 0 107 198 195 520

MC-1003 1603 1 70 260 190 222

Los paros de estas unidades son para baja y alta temperatura, presión de succión, presión de descarga, presión de aceite de compresor y temperatura de agua.

3.1.2.Planta de Compresión Separadores La producción de los pozos se une en un arreglo llamado múltiples de recolección. La principal función del colector es ordenar la producción de llegada y crear las condiciones para que entren al separador. Existen tres tipos de manifolds los de baja, media y súper alta. Básicamente consiste en un arreglo de tuberías y válvulas. Esto para poner pozos a producción o a ensayo. Una vez que el gas llega al múltiples de recolección, de acuerdo al sistema que entra ya sea baja, media o súper alta estos si o si pasan por el desarenador. Este es un tanque tipo separador donde el gas se separa de todos los restos sólidos como arenas y restos de baleo. Los tres sistemas de baja, media y súper alta tienen dos separadores bifásicos cada uno. Uno de ellos en producción y el otro es el de ensayo. La función del separador de producción es el de separar todo el liquido posible del gas de producción y si poder llevar e gas a compresión. El líquido es llevado a tanques de almacenamiento. Los líquidos de los sistemas media y súper alta van al separador de baja. Esto se hace por para bajar la presión paulatinamente hasta la presión de almacenamiento.

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Los separadores de ensayo tienen como función principal medir el caudal de un cierto pozo. Para pozos gasíferos se los ensaya 12 horas mientras los que traen condensado se los ensaya 24 horas. Estos equipos tienen una válvula de alivio calibrada para liberar presión además de contar con discos de ruptura. Adicionalmente existe un paro de emer-

gencia es un botón que está cerca de la zona de los separadores. (psi)

Sep. Baja

Presión Op. Presión Ent. Val. Alivio Cap. (bbl)

40-50 50 60 20

Sep. Media Sep. S. Alta 80-110 780-850 100 792 120 820 10 20

Además existe el separador auxiliar, este equipo tiene una capacidad de 80 barriles y tiene como separador los líquidos del gas de los pozos que necesiten restablecer su producción, este trabaja casi a presión atmosférica. También le llegan las líneas de drenajes de

limpieza en el área de compresores. Medición Almacenaje y Transferencia Los sistemas de medición de los caudales se realizan con válvulas Daniels que contienen las válvulas de orificio, para ciertos caudales varia el diámetro del mismo. Mediante la diferencial de presión y con el diámetro interno del disco se calcula un caudal de gas. El ROC es un dispositivo eléctrico que es el encargado de monitorear y llevar la información a la sala de operación. En si es un registrador de flujo. En otros tiempos la planta usaba un caudalimetro, pero que ya está en desuso. Los puntos de medición eran producción de gas baja, media, Sup. Alta. Gas en prueba baja, media, Sup. Alta. También se mide el gas que va al quemador, gas lift y al gasoducto.

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Todo el liquido atrapado en los separadores mas los atrapados en el separador final y depuradores. Es enviado a los tanques de almacenamiento. Existen dos tanques, el tanque uno de tipo abullonado de aproximadamente 5000 barriles con 7 metros de altura. El tanque dos de tipo uniones soldadas de una capacidad de 2200 barriles con una altura de 5,5 metros. Estos tanques componen de chapa de acero de 2” de espesor, cuentan con un resta llama cada uno. En cuestión de seguridad cuentan con anillos de enfriamiento, inyección de espuma y muros de contención de 110% de la capacidad del tanque. La medición de los tanques se realiza con una cinta pilón de bronce, para no hacer chispa, se mide el nivel del agua y del petróleo con unas cremas especiales untadas a la cinta. Cuanto el color de la crema corta este indica el nivel de liquido ya sea agua o condensado. Además de medir los niveles se mide la temperatura y la densidad del condensado con un termo densímetro. Estos datos nos sirven para realizar el cálculo verdadero del volumen mediante tablas que tienen factores de corrección por densidad y temperatura. Una vez que el tanque este lleno se realiza los análisis de TVR, contenido de sólidos y punto de escurrimiento. El análisis de TVR se realiza tomando una muestra a 32 °F calentándolo en baño maría a 100 °F, la presión que ejercen los gases de la muestra es el TVR. La medición de sólidos se la hace mesclando una muestra con tolueno y centrifugarlo por

15 minutos. En la muestra se apreciaran los sólidos. Especificaciones.TVR Cont. Sales Sed. Y Agua Pto. Escurrimiento

12 PSI 0.05 lb/bbls 1 % de Vol. Max 25 %

Es muy importante recordar que se debe dejar reposar el tanque por lo menos dos horas antes del bombeo y también verificar que el nivel de agua sea mínimo. El bombeo empieza con una bombita booster que eleva la presión de 12 a 60 psi para que ya luego funcionen bien las bombas más grandes que se encargaran de elevar la presión suficiente para que el condensado llegue la refinería. Están bombas tienen más o menos 500 hp de potencia. El volumen transferido es aquel medido previamente.

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URV Es el quipo encargado de recuperar lo vapores de los tanques de almacenamiento. Este compresor pequeño recupera alrededor de 40 MPCD.

Compresión Caranda tiene en el área de compresión los moto compresores estos equipos están compuestos por un motor y un compresor el fin de estos equipos es elevar la presión para facilitar el proceso de deshidratación y el transporte. Los motores son de marca Waukesha modelo L 7042 SI y son de 1100 hp de potencia, tienen la característica de ser turbo alimentados además de tener 12 cilindros. Los compresores Cooper modelo AMA4 y cuentan con 4 cilindros, estos equipos son de dos etapas. La capacidad e compresión de cada uno de ellos está alrededor de 16 MMPCD. El gas de baja llega a un depurador antes de entrar al MC-1(baja y media) o 2 y 10, la presión de succión es de 40 -45 psi, su descarga sale a 90-100 psi y se une con la línea de media después de ser enfriada por los aereoenfriadores. Esta corriente pasa por el depurador de media antes de ingresar a los MC- 3 o 1(baja y media), entra con una presión de succión de 100 psi, y su descarga sale a 220 psi más o menos. Esta corriente de salida se enfría y pasa por el depurador de alta, para entrar al MC- 5, 6, 7,8; estos MC son de dos etapas, tienen una presión de succión entre 240-127 psi, su descarga de la primera etapa es de una presión de 300- 375 psi para lego ser enfriada y que pase por un depurador luego, la succión de la segunda etapa está entre 369- 300 psi, para poder descargar a una presión de 640-840 psi. Esta corriente es enfriada y se une con los gases de la línea de súper alta. Esta corriente entra al separador final para extraer cualquier resto de líquido que hubiera antes de que entre al proceso de deshidratación.

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MC

Sistema

1,2,10 Baja 1,3 5,6,7, 8,9

Media Alta

Succión Psi

Descarga Psi

Suc. 2 Psi

Des. 2 Psi

Paro Suc. Psi

40-45

90

0

0

80-30

90-120

180210 840640

0

0

140-58

375300

369300

250108

240127

Alar ma Suc. Psi 65-35 13068 240127

Paro Des. Psi 14058 260116 880600

Alar ma Des. Psi 13068 250136 840640

Tenemos que tomar en cuenta las temperaturas de los cilindros los parámetros son de 250 °F como temperatura máxima y 190 °F como temperatura máxima del compresor. En los RPM hay un máximo de 1000 y lo ideal es un RPM de 880. Es importante recordar que el delta T de los cilindros es de máximo de 10 grados. El agua de refrigeración de los motores debe estar en el rango de 150-180 °F. Este sistema está compuesto por el circuito cerrado de agua que entra y sale de los motores y pasa por una seria de aeroenfriadores que permiten enfriar el agua hasta los parámetros ya especificados. El agua que se emplea en este circuito es pre tratada en una planta de osmosis, este proceso se lo hace para ablandar el agua. Se retira las sales del agua cómo el magnesio y el calcio. Se realiza mediante unas membranas de tipos filtros que capturas estas sales. El agua blanda en el sistema de refrigeración evita las incrustaciones de sólidos en las tuberías. Esto evita que la refrigeración sea óptima. En resumen los set de paros para las unidades son:      

Paro por baja y alta temperatura Paro por baja y alta presión de succión Paro por baja y alta presión de descarga Paro por baja presión de aceite del motor Paro por baja presión de aceite del compresor Paro por alta temperatura de agua en el motor

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En todo el circuito de compresión existe un arreglo tal en las tubería que en caso de que faltase gas para comprimir en baja este sea compensado por una línea que salga de la línea de media, lo mismo para la línea de media que recibe compensación de la línea de alta. Este arreglo se llama compensador de gas. Este como un tipo de medida de seguridad en caso de un paro de compresor o una caída en el caudal de los pozos. Este sistema está regulado con válvulas programadas para compensar según la presión que necesite.

Deshidratación El gas sale del separador final a una presión de 700-800 psi hacia la torre TEG. EL glicol utilizado es trietilen glicol de 99% de pureza El gas ingresa por la parte inferior de la torre a 10 grados menos que la temperatura de entrada del glicol. El gas sube en la torre y es bañado por el glicol pobre que ingresa por la parte superior de la torre. Esta torre contactara tiene 6 platos.la temperatura en la torre es de 100 °F y una presión de 795 Psi más o menos. El gas ya bañado o sea con menos agua que a la entrada sale por la parte superior de la torre. Este corriente tiene como destino la planta de tratamiento Colpa. De esta línea se deriva la corriente de gas lift y el gas combustible. La línea de gas combustible tiene un depurador ya que esta tiene que tener condiciones para servir como combustible para los motores. El glicol sale rico o sea saturado de agua por la parte inferior de la torre. Esta corriente entra a un precalentamiento antes de entrar al horno, en el horna esta mezcla de glicol con agua es hervida hasta 385°F, de esta manera el agua se logra evaporar por diferencia de punto de ebullición. El glicol es nuevamente bombeado al ciclo siendo previamente enfriado para asegurar una temperatura optima en la entrada a la torre contactara. Generadores El campo Caranda genera su propia energía eléctrica, mediante dos generadores (uno en standby). Un generador kato con motor Waukesha de 450 hp modelo 3711. El otro generador es un Caterpillar de 800 hp. La generación de energía es aproximadamente de 3600 KW /hr. Esta es suficiente para abastecer de energía a la plata y al campamento ubicado a 300 metros de la planta.

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Seguridad Industrial La planta goza de un sistema de red contra incendios bastante interesante. Primero tiene un tanque de agua de 5000 barriles. Cuenta con 42 extinguidores Yukon de 30 lbs, hidratantes con monitores incluidos .estos monitores tiene un alcance de 40 metros a la redonda. Cuentan también con químicos como espuma AFFF en cada punto hidratante. El sistema de potencia consta de dos bombas Caterpillar de 138 hp y para mantener la presión contiene una bombita pequeña. Además tiene instalado en las aéreas de compresores y generadores sensores de calor y además cuenta con sensores de mezcla explosiva. El agua proviene de un pozo de agua donde este abaste al campamento y al tanque de almacenamiento de agua. Todas las instalaciones de los equipos están conectadas a tierra. Además que están tienen redes de drenajes en caso de una fuga o derrames. Todos estos drenajes son enviados al separador auxiliar y posteriormente enviado al tanque almacenamiento de condesado.

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3.2.

Sistema de Producción de Petróleo y Gas

3.2.1.Planta Inyección La operación de la PIA tiene los siguientes procedimientos,      

Recibir agua de producción de la Planta de Tratamiento de Gas al tanque acumulador Separar físicamente en el tanque skimmer, se separan el agua, petróleo y sólidos. Tratar el agua y recuperar petróleo para mandar a la PTG. Se dosifican con químicos. (floculantes, biocida, bactericidas inhibidores de corrosión e incrustaciones. Acumulación de agua tratada para su inyección al pozo car-79 Recuperar sólidos El proceso de la PIA comienza con la llegada de agua de producción del campo Caranda mediante gravedad. El agua mezclada con sólidos y condensado llega al tanque skimmer. El proceso en el tanque skimmer es el de separar físicamente el agua, petróleo y sólidos gracias a las diferentes gravedades de los líquidos. El agua va directamente al tanque acumulador de agua por reblase. Una vez lleno este tanque se lleva con bombas centrifugas al

Skimmer

tanque de tratamiento.

El tratamiento en este tanque es el siguiente, se añade bactericida BX-225 (1 Lit.) y clarificante FR- 2000 (3 L) también secuéstrante de oxigeno SO-4345. Se mezcla mediante recirculación con bombas por 30 minutos. Se deja reposar por 4 horas para una buena separación. En este tanque se procesan casi 260 bbl de agua. Luego el agua pasa a través de tres filtros de grava y arena empacada. Se almacena el agua en el tanque de inyección. En este tanque igual existe un tratamiento, se inyectan el inhibidor de incrustaciones (IC540). Una electrobomba o sino una motobomba son las encargadas de inyectar esta agua tratada al pozo car-79, el bombeo es diario. El caudal inyectado son de 250 a 300 barriles día. Esta electrobomba tiene 1170 rpm con una presión de descarga de 50 a

Filtros

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1450 psi. La motobomba tiene 750 con una presión de descarga de 50- a 1450 psi. Además todas a bombas de recirculación son de tipo centrifugas que operan un máximo de 60 psi. Los sólidos generados cuando se realiza la limpieza en los tanques o sino los lodos generados en la carga muerta son llevados a la pileta de oxigenación. El tratamiento en la pileta consiste en recircular el fluido y además aumentar clarificante. Una vez hecha la recirculación el agua es filtrada por los lechos de arena. El agua filtrada entra nuevamente al sistema de tratamiento de agua, mientras que los sólidos son llevados a la PLBC.

Motobomba

El condensado y aceites también son recuperados por reblase y estos son bombeados mediante bombas a la planta de compresión. Todos los tanques tienen su equipo de resta llamas además de válvulas de alivio. Toda la planta está dentro como un tipo de pileta, por si existe un derrame. El lavado de los filtros se realiza casi cada seis meses dependiendo de la contaminación década uno de ellos. Esto se lo hace con un retro lavado y con detergente DPB-350. Los análisis de muestras son indicadores de si una limpieza es necesaria en cualquier punto del proceso. La línea de inyecciones una de 4”, este utiliza un método de chancheo para su limpieza. Este procedimiento se lo realiza casi cada seis meses. Además con una bombita inyectora se añade inhibidores de corrosión e incrustaciones. Químico FB-2000 BX- 225

Función Dosis Clarificante 3lt/250 bbl Bactericida 6 lt/250 bbl Biocida 9lt/250bbl Inhibidor de Corrosión 1,5 lt /dia CY-802 Inhibidor de Incrustaciones 24 lt/dia IC 540 Secuestrante de O2 2,5 lt / dia SO- 4345 Detergente retro lavado DPB-350 Neutralizar Acido Hidróxido de Calcio El gas combustible para la motobomba proviene de la línea del gasoducto, esta para por depurador ya que se baja la presión de 700 a casi 130 psi. En esta acción existe condensación, existen filtros de gas que atrapan este líquido. Finamente el gas cae a una presión de 3-10 psi para combustible y además es una herramienta útil para mantener presión en tanques. 16 Johnny Nicola La Fuente Manicone

3.2.2.Control de Calidad del Agua Los análisis realizados para el correcto monitoreo de la inyección de agua son;    

Sólidos Totales Hierro Total Turbidez pH

Los puntos clave para la toma de muestras son en la entrada al tanque skimmer, salida y entrada de los filtros, en la succión de la bomba de inyección y en la boca de pozo. El objetivo de la planta es llegar a dispensar un agua de 50 mg/l de sólidos, una turbidez de 50 FTU, Hierro soluble menor a 10 mg/l finalmente un pH que este en el rango de 6-8. La turbidez, el hierro y los sólidos suspendidos se realizan con el espectrómetro HACH DR 200. El pH se mide con un pHimetro.

3.2.3.Pozos Inyectores Los pozos inyectores o disposal son el car- 76(en uso) y car-68 (fuera de servicio), estos pozos son elegidas ya que no deberían interferir con la producción de los otros pozos. Estos pozos deben ser totalmente aislados. Al menos que se desee aprovechar una producción por empuje de agua.los caudales inyectados son aproximadamente de 250 a 300 barriles día,

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con unas presiones entre 1250 a 1350 psi. Los sistemas de medición son, primero se estima un volumen inyectado de acuerdo al volumen tratado en el tanque inyector. Este tanque tiene un sensor que mide el nivel. Otro método es el de un caudalimetro con turbina que mide el flujo inyectado. La forma de regular la inyección de agua seria jugando con la potencia de la bomba o sea variando los RPMS de dicha bomba.

4. Yacimiento Colpa 4.1.

Sistema de Producción de Petróleo y Gas

4.1.1.Pozos, Sistema de Recolección y Gas Lift Las fuentes de producción del yacimiento Colpa son las formaciones de Petaca que pertenece al terciario, Ichoa que pertenece al jurasico y de Taiguati y Tarija ambas pertenecientes a la edad del carbonífero. El yacimiento tiene primordialmente pozos gasíferos y pocos pozos petroleros. Entre los petroleros están los pozos con el sistema de recuperación Gas Lift. La mayoría de los pozos producen por surgencia propia, muchos de ellos están ya pasando al sistema de baja. Estos pozos se clasifican con dos sistemas los de baja (80-110 psi) y media (200-250 psi). Todos los arreglos de arbolitos en los pozos son de tipo brida y grampas. El arreglo común de los pozos son, primera y segunda tronquera, válvula de maniobra y lateral, el porta choke y el puente de producción. El sistema de gas lift es aquel método utilizado como mecanismo de empuje de los pozos. Este sistema solo es aplicado para los pozos petroleros. El gas inyectado al pozo por el casing es aquel gas que ya fue tratado y se lo saca de la línea del gasoducto. Este gas es llevado al distribuidor de gas lift número 1 que se encuentra en el colector de campo, este se

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encarga de distribuir a los pozos clp-55, clp-41, clp-54LL y al clp-9. EL caudal usado de gas tratado para el sistema de recuperación gas lift es aproximadamente de 2.5 MMPCD.

Clasificación de Pozos.Pozo Clp-1

Presión Baja

Fluido G

Inyec . NO

Choke NO

Intermitente SI

Clp-2

Media

G/P

NO

36”

NO

Clp-4

Media

G

NO

NO

NO

Clp-5

Baja

G/A

SI

NO

SI

Clp-9

Baja

G/P/A

SI

NO

NO

Clp-12

Media

G

NO

NO

NO

Clp-18

Baja

G

NO

36”

NO

Clp-23

Baja

G/A

NO

22”

NO

Clp-29

Baja

G

NO

NO

NO

Clp-31

Baja

G/P/A

NO

NO

NO

Clp-41

Baja

G/P

SI

22"

SI

Clp-45

Baja

G

NO

NO

NO

Clp-46

Baja

G/P/A

NO

14”

NO

Clp-49

Baja

G

NO

NO

NO

Clp-52

Baja

G

NO

NO

NO

Clp-54LC

Baja

G

NO

48"

NO

Clp-54LL

Baja

G/P/A

SI

48"

NO

Clp-55

Baja

G/P/A

SI

NO

NO

Clp-56LL

Baja

G

NO

NO

NO

Clp-57

Baja

G

NO

38”

NO

Clp-58

Baja

G

NO

12"

NO

Clp-59

Baja

G

NO

48"

NO

Clp-1001

Baja

G

NO

NO

NO

Clp-1002

Media

G/P

NO

48”

NO

19 Johnny Nicola La Fuente Manicone

Los arbolitos son arreglos de válvulas que están ubicadas en boca de pozo, tienen la función de regular la producción controlando la presión. Una herramienta útil en esta operación son los chokes o estranguladores Existen arbolitos de doble terminación, esto quiere decir que el pozo tiene dos líneas de producción. Esto se debe ya que se produce a diferentes niveles. En boca de pozo están instaladas la líneas de venteo, esta línea es de suma importancia ya que sirve para desaguar el pozo. Estas están en los puentes de producción, se llama así al arreglo aguas abajo del pozo, es todo aquel arreglo de tuberías que conforman la línea de producción, venteo y la línea de inyección de gas lift por el casing. Los estranguladores son los chokes estos controlan la presión para regular la producción, controlar la el agua y la arena. En Colpa muchos pozos producen con choke libre. Los colectores de campo son aquellos arreglos de tuberías y válvulas que se encargan de unir las líneas de distintos pozos a una sola para que esta pueda ser llevada a la planta. Existe un solo colector de campo está ubicada junto con el distribuidor de GLS. Los pozos no contienen calentadores ni trampas de líquidos ya que el gas no pierde presión en la línea y no es una perdida repentina que genera una caída de temperatura. Las líneas de venteo están instaladas en los puentes de producción para aliviar presiones o sino para desaguar el pozo. Los puentes de producción, se llama así al arreglo aguas abajo del pozo, es todo aquel arreglo de tuberías que conforman la línea de producción, venteo y la línea de inyección de gas lift por el casing.

4.1.2.Planta de Gas En planta tenemos dos puntos de recolección del gas que vienen del campo y un punto donde llega el gas de Caranda. Los múltiples de recolección son llamados también manifold. El sistema de baja está compuesto por un múltiple y dos separadores con sus respectivos desarenadores. Un separador es cumple la función de separar la producción de baja. El otro separador es de ensayo. El rango de presión oscila entre 80-90 psi. Estos equipos tienen válvulas de alivio calibradas para alivia presiones que excedan los 100 psi. El sistema de media igualmente tuene un separador de ensayo y otro de producción. Las presiones oscilan entre 200-230 psi. Estos separadores cuentan con válvulas de alivio calibradas a 250 psi. El tercer sistema de separadores son los que sepan algún condensado que 20 Johnny Nicola La Fuente Manicone

llega con el gas de Caranda. La condensación ocurre por la caída de presión y el enfriamiento del gas. Estos también tienen un separador de prueba y uno de ensayo. Las presiones oscilan 490-500 psi. Las válvulas de alivio están calibradas a 750 psi. El gas de baja para por un depurador antes de entrar al proceso de compresión. El gas llega a la succión con una presión de 73 psi para una descarga 222 psi. Las motos compresoras de baja son. MC-1 y MC-3. El gas de descarga se una con la corriente de los gases de salida del separador de media. Este gas para por un filtro de coalescencia. Existe un sistema de recuperación de vapores como la unió de esta línea con los gases de cabeza. Estos entran a comprimirse a una presión de succión de 210-230 psi. Además este proceso de una operación de dos etapas. La descarga de la primera etapa es de 410-480 psi. Este gas es enfriado por los aereoenfriadores y pasa los depuradores de media para entrar la segunda etapa de compresión. La descarga de la segunda etapa 950-980 psi. Los compresores de media son MC-4,MC-5,MC-8. Este gas se une con la línea de descarga del sistema de compresión de alta. El sistema de gas proveniente de Caranda es llevado a compresión que tiene una presión de descarga de 950 psi. Los compresores que comprimen alta son, MC-2,MC-9,MC-10. Gas se une con la línea de descarga de la compresión de media y es enfriado y pasa por un filtro de coalescencia. Para entrar al proceso de deshidratación. Tenemos que tomar en cuenta las temperaturas de los cilindros los parámetros son de 250 °F como temperatura máxima y 190 °F como temperatura máxima del compresor. En los RPM hay un máximo de 1000 y lo ideal es un RPM de 880. Es importante recordar que el delta T de los cilindros es de máximo de 10 grados. Comp.

Modelo

P. (hp)

Sistema

RPM

P. Suc.

P. Des.

MC-1 MC-3 MC-4 MC-5 MC-8 MC-2 MC-9 MC-10 MC-6 MC-7

Ama-4 Ama-4 Ama-4 Ama-5 Ariel Ama-4 Joy Joy Ama-4 Ama-5

700 700 1100 1100 640 1100 700 700 1100 1100

Baja Baja Media Media Media Alta Alta Alta Propano Propano

880 880 880 880 1070 880 880 880 880 880

70/80 70/80 200/230 200/230 200/230 500/600 500/600 500/600 5/15 5/15

215 215 1000 1000 1000 1000 1000 1000 200 200

Caudal MMpc 4,6 5,3 10 10 4.5 20 12,3 12,3

21 Johnny Nicola La Fuente Manicone

El agua de refrigeración de los motores debe estar en el rango de 150-180 °F. Este sistema está compuesto por el circuito cerrado de agua que entra y sale de los motores y pasa por una seria de aeroenfriadores que permiten enfriar el agua hasta los parámetros ya especificados. El agua que se emplea en este circuito es pre tratada en una planta de osmosis, este proceso se lo hace para ablandar el agua. Se retira las sales del agua cómo el magnesio y el calcio. Se realiza mediante unas membranas de tipos filtros que capturas estas sales. El agua blanda en el sistema de refrigeración evita las incrustaciones de sólidos en las tuberías. Esto evita que la refrigeración sea óptima.

Proceso.El gas sale de compresión a una presión de 950 psi y 95°F y entra a la torre contactora de 6 platos a estas condiciones. El ingresa por la parte inferior de la torre y es bañado con glicol que entra por la parte superior de la torre. El glicol pobre entra a 10 grados más que la temperatura de gas de entrada. Luego de bañar al gas el glicol sale rico o sea saturado de agua por la parte inferior de la torre. Este glicol tiene su ciclo de regeneración. Mediante una bomba KimRay que al regular las emboladas se regulan el caudal, el glicol es precalentado y esta pasa por un filtro de paño para atrapar otras impurezas también pasa por un filtro de carbón. La temperatura del horno es de 388°F. La temperatura no debe sobre pasar los 400° F. Este glicol entra al horno y allí por diferencia de punto de ebullición el vapor de agua sale por la chimenea el gas rescatado se va directamente al separador de baja. El glicol pobre Separador Final

es enfriado y es

nuevamente bombeado con la Kim Ray a la torre TEG. El gas ya deshidratado sale por la parte superior de la torre. Este gas entra a proceso, pasa por un intercambiador gas-gas y entra al chiller la presión es de 950 psi. En el chiller el gas se enfría hasta -13°F. Entra luego al separador final en este separador los líquidos pasan al tanque de acumulador para la posterior estabilización. El gas sale fio y entra al intercambiador gas-gas. Para que este finalmente entre a gasoducto o se dispone gas para gas lift. 22 Johnny Nicola La Fuente Manicone

El líquido es acumulado en el tanque a 36°F y 345 psi, el líquido entra a la torre de estabilización por la parte superior, pero antes se intercambio calor con la línea de GLP. La torre estabilizadora es una fraccionadora que mediante diferencias de densidades los compuestos más volátiles pasan a la parte superior de la torre. Los más pesados van al fondo. Este proceso se lo hace controlando las temperaturas de fondo y además con la presión de la torre. Los parámetros de operación de la torre estabilizadora son, 150°F Temperatura de cabeza 340°F de temperatura de fondo, con una presión en la torre de 247°F. La corriente de cabeza tiene un circuito donde se enfría la corriente con enfriadores y además tiene sus tanques de reglujo.la temperatura de la gasolina es de 248°F. El reciclo del fondo se caliente mediante un horno. Este se bombea mediante unos bombas de 5 hp para que complete el reciclo. El horno de gasolina opera a una temperatura de 350°F . El fluido utilizado para el enfriamiento del gas en el chiller de propano. Por sus características de ser un fluido que cuando cae a la presión atmosférica es tiene la capacidad de enfriarse hasta -44°F,a esta temperatura el gas en el intercambiador los separar la mayor parte de sus líquidos. El circuito de propano empieza en el tanque de surgencia, este tanque acumula propano y esta a 188°F. Se lleva propano al economizador , acá el propano se condensa más y la fase vapor va a compresión. En este equipo se tiene un nivel de propano, están a 63 psi Torre Estabilizadora y 42 °F. El propano pasa al chiller , acá el propano se expande y cae la presión y también disminuye la temperatura hasta -14°F. El propano en fase gaseosa pasa del chiller al depurador para atrapar algún líquido. El propano entra a compresión a 8 psi se comprime hasta 180 psi. El propano se enfría con los ventiladores y nuevamente entra al talque se surgencia. Del tanque de GLP mediante una bomba de 10 hp se lleva el GLP a la torre deetanizadora, esta torre es una torre fraccionadora cumple la misma función que la de estabilización solo que los parámetros de operación son otros. La temperatura de fondo es de 149°F y con una presión de 212 psi. En esta torre se termina de sacar el etano por la cabeza y por abaja sale GLP más puro. Los gases de cabeza entran a compresión en la línea de media. La propanizadora es usada cuando la planta produce propano para su uso en la refrigeración mecánica. Cuando se ocupa esta torre los parámetros cambian la deetanizadora tiene una presión de 270 psi y una temperatura de 180°F. El GLP más puro que sale del fondo entra a la depropanizadora acá se separa los butanos del propano, los parámetros de operación son una presión de 240 psi y una temperatura de fondo de 200°F y una temperatura de cabeza de 124°F. Estas dos torres tienen sus tanques pequeños de reflujo. En el circuito de reflujo están los enfriadores para lograr obtener la temperatura ideal. El propano sale por la cabeza 23 Johnny Nicola La Fuente Manicone

y es almacenado en el tanque de almacenamiento 4. El butano es llevado a los tanques de GLP para que se mezclen. La entrega de condensado se los hace cuando los tanques de producción estén llenos y se les hayan hecho los análisis de TVR, Sólidos, Punto de Escurrimiento entre otras.la medición de los tanques se los hace midiendo la altura del nivel del petróleo en el tanque y con la densidad y con la temperatura se obtiene el volumen. Una vez medido el tanque se despacha el condensado a la refinería. El GLP es despachado en cisternas de 8000 kg de capacidad, todos los días se despacha, menos los domingos. Se tiene un equipo que calcula el volumen traspasado y además mide la temperatura. Unas bombas centrifugas se encargan de la entrega 5hp de potencia. Es importante siempre ventear la línea porque esta se gasifica y la bomba deja de funcionar. Los análisis de laboratorios son los indicadores de que tan bien está operando la planta. Las cromatografías se hacen cada 4 horas y en puntos significantes en el proceso. Se hacen pruebas en la línea de baja, media, Caranda, producido y gasoducto. Los análisis de TVR ya fueron explicados con anterioridad. La pureza del glicol se mide con la temperatura y la densidad para saber la pureza. Se hace este examen para verificar que el glicol este yendo pobre a la torre TEG. El control de agua refrigerante se lo hace cada semana, se controla su dureza para saber si la planta de osmosis este funcionando bien. El sistema de transferencia en la parte de los gases todo se lo hace gracias a la presión creada por la compresión. Para los fluidos líquidos el transporte se lo hace mediante bombas. Los volúmenes son medidos con turbinas y caudalimetros. El sistema de seguridad industrial en la planta está bien elaborado. Este mismo consiste en puntos de toma de agua como los hidrantes y monitores. Estos están ubicados en distintos puntos en la planta. También se cuenta con extintores de tres tipos, los de CO2, espumigeno y el polvo químico. La planta cuenta con un tanque acumulador de agua este ob24 Johnny Nicola La Fuente Manicone

tiene el agua de un pozo de agua cercano. Existe una bomba que permite que todo el circuito este presurizado. Existen también las dosificadoras de espuma el tipo de espuma es AFFF. Todos las instalaciones están situadas en estructuras tipo piscinas para que en caso de un derrame no se contamine el ambiente. Estas piscinas tienen un drenaje que van directo a la PIA. Además estas instalaciones están conectadas a tierra en caso de una descarga que pueda causar un incendio.

4.1.3. Diagramas de Flujo

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26 Johnny Nicola La Fuente Manicone

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28 Johnny Nicola La Fuente Manicone

4.2.

Inyección de Agua de Producción

4.2.1.Planta de Inyección La principal función de esta planta es la de tratar el agua de producción y acondicionarla para que su inyección sea realizada. El proceso de la PIA empieza con un tanque acumular de agua de producción. Las líneas que vienen de acá son las descargas de los separadores, los drenajes y el agua de los tanques de almacenamiento. Este tanque tiene una capacidad de 250 barriles. El agua empieza a ser tratada acá. Los químicos son inyectados en la línea y no en el tanque. Los químicos son inhibidores de corrosión y de incrustaciones. El bactericida también se le hecha. Los químicos son los mismos mencionados anteriormente. Químico FB-2000 BX- 225 CY-802 IC 540 SO- 4345 DPB-350 Hidróxido de Calcio

Función Clarificante Bactericida Biocida Inhibidor de Corrosión Inhibidor de Incrustaciones Secuestrante de O2 Detergente retro lavado Neutralizar Acido

Dosis 3lt/250 bbl 6 lt/250 bbl 9lt/250bbl 1,5 lt /dia 24 lt/dia 2,5 lt / dia

El agua entra al tanque skimmer, en el tanque skimmer por rebalse se separa el agua del petróleo, el agua pasa al tanque de recuperación. También se puede recuperar petróleo este es nuevamente bombeada al tanque de almacenamiento. El agua en tanque de recuperación es nuevamente tratada se inyectan químicos como el secuestrante de oxigeno y el inhibidor de corrosión y se monitorean los parámetros. Las especificaciones son que la cantidad de los sólidos sea menor a 100, pH entre 7-8 y la concentración de Hierro menor a 3.El próximo paso que el agua pase por el filtro de grava arena empacada. Si los análisis de las muestras salen bien el agua es llevada al tanque de inyección. En este tanque de inyección se espera que esté llena y recién se bombea al pozo disposal. Esta operación tiene que ser coordinada con el operador de la planta ya que toda la energía de la PIA proviene de la planta y al encender la bomba el consumo de energía es muy grande. La inyección se realiza mediante una bomba stork de 50 hp y de 1770 RPM, su capacidad es de 80 barriles hora. En esta planta la inyección no es continua se programa la descarga. El lavado de los filtros se lo hacen con un retro lavado y con el detergente DPB-350. El lavado de la línea de inyección se lo hace cada 6 meses. También depende mucho de tan sucia ha estado el agua. Todos los tanque tienen su resta llama en casi de una presurización o la generación de vacío. 29 Johnny Nicola La Fuente Manicone

Los sólidos son llevados a la pileta de oxidación el agua recirculada es posteriormente llevada a los lechos y nuevamente entran al tanque acumular. Los sólidos en el lecho de arena son llevados para un land farming. El gas combustible solo sirve para mantener la presión en el tanque acumulador por la energía usada en la PIA es energía eléctrica sin motores a combustión.

4.2.2.Pozo Inyector El pozo inyector es el pozo clp-7 se inyectan más o menos 250 barriles cada dos semanas. El bombeo no es constante ni todos los días. La presión a vencer es la presión del casing o la presión de la formación para que el fluido entre a la formación.

5. Conclusión y Recomendaciones 5.1.

Caranda

El campo Caranda tiene aun un poder energético importante aunque los pozos más antiguos ya se estén depletando. La ventaja de este yacimiento es que ya se perforo un pozo profundo y este dio resultados. Las soluciones para reactivar el campo pasan por hacer más perforaciones. Se observo también que la medición de inyección de gas lift no es precisa. En el área de los separadores se recomienda el la modificación de los separadores al sistema trifásico. Esto evitaría mas control en el sistema de medición de volúmenes, evitar molestias drenando el tanque de almacenamiento cuando se tenga que bombear. Esto porque al hacer esta operación se pierde condensado. Una recomendación para el sistema de de recolección seria buscar un solo sistema de presión llevar todo a baja. Mejorar el sistema de glicol se observo que se inyecta mucho glicol por mes. En caso que a un futuro se perforen posos profundos la construcción de una planta de amina se vital. Finalmente si se puede usar el agua inyectada como un tipo de mecanismo de empuje para la recuperación de hidrocarburo.

5.2.

Colpa

El yacimiento de Colpa es un yacimiento que esta de bajada, los pozos ya pronto pasaran al sistema de baja. Se recomendaría bajar todos los pozos al sistema de baja. Además se podrían hacerse estimulaciones en pozos que fueron cerradas para producir con un motocompresor de campo. 30 Johnny Nicola La Fuente Manicone

Se observo que el sistema de glicol no función correctamente este no esta separando el agua en el regenerador. El agua se está condensando junto con el glicol y esta vuela al proceso y es perjudica ya que el glicol no está haciendo un trabajo optimo. Se pudo observar de igual manera que cuando se congela el chiller se pierde tiempo de producción, además que cuando el arranca de nuevo el proceso el sistema entero de la planta tarda en componerse de nuevo. Una sugerencia seria la implantación de un nuevo chiller ya que así uno estaría en operación y el otro estaría en standby. En conclusión se pude observar el proceso del tratamiento de gas natural a pesar de muchos obstáculos las plantas Colpa y Caranda tienen un buen rendimiento. Los sistemas están bien planteados y los productos van cumpliendo según las especificaciones de mercado.

31 Johnny Nicola La Fuente Manicone